專利名稱：用于給電池充電的方法和系統的制作方法
技術領域：
本申請大體上涉及用于給電池充電的方法和系統，更具體地說，涉及用于給電動工具電池充電的方法和系統。
背景技術：
無線電動工具通常由便攜式電池組供電。這些電池組具有各種各樣的電池化學組分和標稱電壓，并且能夠用來給許多工具和電氣裝置供電。通常，電動工具電池的電池化學組分為鎳-鎘(“NiCd”)或鎳-金屬氫化物(“NiMH”)。電池組的標稱電壓通常為大約2.4V至大約24V。
發明內容
一些電池化學組分(例如，鋰(“Li”)、鋰離子(“Li離子”)和其它鋰基化學組分)，需要精確的充電方案和充電操作并且受控放電。不充分的充電方案和未受控放電方案會產生出過多的熱量積累、過度過充電情況和/或過度過放電情況。這些情況和積累會對電池造成不可逆損壞，并且會嚴重影響電池容量。
本發明提供了給電池充電的系統和方法。在一些結構中以及在一些方面中，本發明提供了能夠給具有不同電池化學組分的各種電池組完全充電的電池充電器。在一些結構中以及在一些方面中，本發明提供了能夠給鋰基電池例如鋰-鈷電池、鋰-錳電池和尖晶石電池完全充電的電池充電器。在一些結構中以及在一些方面中，本發明提供了能夠給具有不同標稱電壓或在不同標稱電壓范圍中的鋰基化學組分電池組充電的電池充電器。在一些結構中以及在一些方面中，本發明提供了具有根據不同電池條件實施的各種充電模塊的電池充電器。在一些結構中以及在一些方面中，本發明提供了用于通過施加恒定電壓脈沖、給鋰基電池充電的方法和系統。可以通過電池充電器根據特定的電池特征，來增大或減小在這些脈沖之間的時間和脈沖長度。
在一個結構中，本發明提供了可用來給電池組提供充電電流的、包括電池組和電池充電器的組合。電池組包括第一電池端子、第二電池端子和具有當前充電狀態的電池單元。電池單元與第一電池端子和第二電池端子的至少一個連接。電池組還包括與第一電池端子和第二電池端子中的至少一個連接的電池微控制器。該微控制器可用來測量電池單元的當前充電狀態，以產生出電池單元當前充電狀態測量值。電池充電器包括構成為與第一電池端子和第二電池端子中的至少一個連接的第一充電器端子；和構成為與第一電池端子和第二電池端子中的至少一個連接的第二充電器端子。第一充電器端子構成為給電池組提供充電電流。電池充電器還包括充電器微控制器，該充電器微控制器與第二充電器端子連接，并且可用來從電池微控制器接收電池單元當前充電狀態測量值。充電器微控制器還可以用來以脈沖形式給電池組提供充電電流，其中每個脈沖包括第一時間間隔，其中正在給電池提供充電電流；和第二時間間隔，其中暫停給電池提供充電電流。微控制器還可用來至少部分根據從電池微控制器接收到的電池單元當前充電狀態測量值，改變脈沖的第一時間間隔。
在另一個結構中，本發明提供了給具有多個電池單元的電池脈沖充電的方法。該方法包括測量在多個電池單元中的每個電池單元的充電狀態；并且向電池施加充電電流第一脈沖，第一脈沖具有第一時間間隔，其中向電池提供充電電流；以及第二時間間隔，其中暫停給電池提供充電電流。該方法還包括給電池提供充電電流第二脈沖。第二脈沖具有第三時間間隔，其中給電池提供充電電流；和第四時間間隔，其中暫停給電池提供充電電流。第三時間間隔至少部分基于電池單元的充電狀態，并且第三時間間隔小于第一時間間隔。
在另一個結構中，本發明提供了一種可用于在當前充電狀態情況下給具有電池單元的電池組提供充電電流的電池充電器，并且提供了一種可用來測量電池單元當前充電狀態的電池微控制器。電池充電器包括可用來從電池微控制器接收電池單元當前充電狀態的充電器微控制器。充電器微控制器還可用來以脈沖形式給電池組提供充電電流，其中每個脈沖包括第一時間間隔和第二時間間隔。第一時間間隔為給電池提供充電電流的間隔，而第二時間間隔為暫停給電池提供充電電流的間隔。微控制器還可用來至少部分根據從電池微控制器接收到的電池單元當前充電狀態，改變脈沖的第一時間間隔。
本領域普通技術人員通過閱讀以下詳細說明、權利要求和附圖，將了解本發明的獨特特征和獨特優點。
圖1為電池的透視圖。
圖2為電池、例如在圖1中所示的電池的另一個透視圖。
圖3為與電池充電器物理電連接的電池、例如在圖1中所示的電池的透視圖。
圖4為與電池充電器電連接的電池、例如在圖3中所示的電池和電池充電器的示意圖。
圖5a和5b為流程圖，顯示出體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器的操作。
圖6為流程圖，顯示出能夠在體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器上應用的第一模塊。
圖7為流程圖，顯示出能夠在體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器上應用的第二模塊。
圖8為流程圖，顯示出能夠在體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器上應用的第三模塊。
圖9為流程圖，顯示出能夠在體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器上應用的第四模塊。
圖10為流程圖，顯示出能夠在體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器上應用的第五模塊。
圖11為流程圖，顯示出能夠在體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器上應用的第六模塊。
圖12為流程圖，顯示出能夠在體現本發明各個方面的電池充電器、例如在圖3中所示的電池充電器上應用的充電算法。
圖13為與電池充電器電連接的電池的示意圖。
圖14A-B為電池的其它結構的視圖。
圖15A-B為與電動工具物理電連接的電池、例如在圖1、2和14A-B中所示的電池中的一個的透視圖。
圖16為電池的充電電流的示意圖。
圖17為電池的另一個示意圖。
圖18為與電池充電器連接的功率變換器的透視圖。
圖19為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的平面圖。
圖20為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的側視圖。
圖21為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的頂視圖。
圖22為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的另一個側視圖。
圖23為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的后視圖。
圖24為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的另一個透視圖。
圖25為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的再一個透視圖。
圖26為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的再一個透視圖。
圖27為與電池充電器連接的功率變換器、例如圖18的功率變換器的再一個透視圖。
圖28為流程圖，顯示出電池的充電操作的模塊。
圖29和30為流程圖，顯示出電池的充電操作的另一個模塊。
圖31為流程圖，顯示出電池的充電操作的再一個模塊。
圖32為流程圖，顯示出電池的充電操作的再一個模塊。
圖33為流程圖，顯示出電池的充電操作的再一個模塊。
圖34為流程圖，顯示出電池的充電操作的再一個模塊。
圖35為流程圖，顯示出電池的充電操作的再一個模塊。
圖36為流程圖，顯示出電池的充電操作的再一個模塊。
圖37和38為流程圖，顯示出電池的充電操作的再一個模塊。
圖39為電池的充電電流的示意圖。
在詳細說明本發明的任意實施方案之前，要理解的是，本發明在其應用方面不限于在下面說明中所給出或在以下附圖中所示的部件的結構和布置細節。本發明能夠具有其它實施方案，或者按照各種方式實施或實現。還有，要理解的是，在這里所用的詞組和術語用于說明目的，并且不應該被認為是進行限定。在這里所使用的“包括”、“包含”或“具有”及其變型指的是涵蓋下面列出的項目和其等同物以及其它項目。
具體實施例方式
在圖1和2中顯示出電池組或電池20。該電池20構成為給一個或多個電氣裝置、例如電動工具25(在圖15A-B所示的)和/或電池充電器30(在圖3和4中所示的)供電以及從中接收能量。在一些結構中以及在一些方面中，電池20可以具有任意電池化學組分，例如鉛酸、鎳-鎘(“NiCd”)、鎳-金屬氫化物(“NiMH”)、鋰(“Li”)、鋰離子(“Li離子”)、另一種鋰基化學組分或另一種可再充電電池化學組分。在一些結構中和在一些方面中，電池20可以給電氣裝置、例如具有高電流放電速率的電動工具提供高放電電流。在所示的結構中，電池20具有Li、Li離子電池化學組分或另一種Li基化學組分，并且提供等于或大于大約20A的平均放電電流。例如，在所示的結構中，電池20能夠具有鋰-鈷(“Li-Co”)、鋰-錳(“Li-Mn”)尖晶石或Li-Mn鎳化學組分。
在一些結構中和在一些方面中，電池20還可以具有任意的標稱電壓，例如大約為9.6V至大約50V的標稱電壓。在一個結構(參見圖1-3)中，例如電池20具有大約為21V的標稱電壓。在另一個結構(參見圖14)中，電池20A具有大約為28V的標稱電壓。應該理解的是，在其它結構中，電池20可以具有在另一個標稱電壓范圍中的另一個標稱電壓。
該電池20包括設有端子支撐件40的外殼35。該電池20還包括一個或多個電池端子，所述一個或多個電池端子由端子支撐件40支撐，并且可以與電氣裝置、例如電動工具25和/或電池充電器30連接。在一些結構、例如在圖4中所示的結構中，電池20包括正極電池端子45、負極電池端子50和檢測電池端子55。在一些結構中，電池20包括比在所示結構中更多或更少的端子。
電池20包括一個或多個電池單元60，每個電池單元具有化學組分和標稱電壓。在一些結構中，電池20具有Li離子電池化學組分、大約為18V或21V的標稱電壓，并且包括五個電池單元。在一些結構中，每個電池單元60具有Li離子化學組分，并且每個電池單元60具有基本上相同的標稱電壓，例如大約為3.6V或大約4.2V。
在一些結構中以及在一些方面中，電池20包括識別電路或者與一個或多個電池端子電連接的部件。在一些結構中，電氣裝置、例如電池充電器30(在圖3和4中所示的)會“讀取”識別電路或部件，或者根據識別電路或部件接收輸入，以便確定一個或多個電池特征。在一些結構中，電池特征例如可以包括電池20的標稱電壓、電池20的溫度和/或電池20的化學組分。
在一些結構中以及在一些方面中，電池20包括與一個或多個電池端子電連接的控制裝置、微控制器、微處理器或控制器。控制器和電氣裝置、例如電池充電器30通信，并給所述裝置提供關于一個或多個電池特征或狀況的信息，例如電池20的標稱電壓、單獨單元電壓、電池20的溫度以及電池20的化學組分。在一些結構、例如在圖4中所示的結構中，電池20包括具有微處理器或控制器64的識別電路62。
在一些結構中以及在一些方面中，電池20包括溫度檢測裝置或熱敏電阻。該熱敏電阻構成并且設置在電池20內，用來檢測一個或多個電池單元的溫度或整個電池20的溫度。在一些結構、例如在圖4中所示的結構中，電池20包括熱敏電阻66。在所示的結構中，熱敏電阻66包括在識別電路62中。
如圖3和4中所示，電池20也構成為與電氣裝置、例如電池充電器30連接。在一些結構中，電池充電器30包括外殼70。外殼70設有與電池20連接的連接部分75。連接部分75包括一個或多個電氣裝置端子，用來使電池20與電池充電器30電連接。包括在電池充電器30中的這些端子構成為與包括在電池20中的端子相配合，并且從電池20傳輸和接收能量和信息。
在一些結構、例如在圖4中所示的結構中，電池充電器30包括正極端子80、負極端子85和檢測端子90。在一些結構中，電池充電器30的正極端子80構成為與正極電池端子45相配合。在一些結構中，電池充電器30的負極端子85和檢測端子90構成為，分別與負極電池端子50和檢測電池端子55相配合。
在一些結構中以及在一些方面中，電池充電器30還包括充電電路95。在一些結構中，充電電路95包括控制裝置、微控制器、微處理器或控制器100。控制器100控制著在電池20和電池充電器30之間的能量傳輸。在一些結構中，控制器100控制著在電池20和電池充電器30之間的信息傳輸。在一些結構中，控制器100根據從電池20接收到的信號，識別和/或確定電池20的一個或多個特征或條件。還有，控制器100能夠根據電池20的識別特征，控制充電器30的操作。
在一些結構中以及在一些方面中，控制器100包括各種計時器、備用計時器和計數器，和/或能夠進行各種計時和計數功能。計時器、備用計時器和計數器由控制器100在各個充電步驟和/或模塊期間使用和控制。下面將對計時器、備用計時器和計數器進行說明。
在一些結構中以及在一些方面中，電池充電器30包括顯示器或指示器110。指示器110將電池充電器30的狀態告知用戶。在一些結構中，指示器110能夠將在操作期間正在開始和/或正在完成的不同充電階段、充電模式或充電模塊告知用戶。在一些結構中，指示器110包括第一發光二極管(“LED”)115和第二LED120。在所示的結構中，第一和第二LED115和120為不同顏色的LED。例如，第一LED115為紅色LED，而第二LED120為綠色LED。在一些結構中，控制器100啟用和控制指示器110。在一些結構中，指示器110設置在外殼70上，或者包括在外殼70中，從而指示器110對于用戶是可見的。顯示器也可以包括指示器，用來顯示出充電百分比、剩余時間等。在一些結構中，顯示器或指示器110可以包括設在電池20上的燃料計。
電池充電器30適于從電源130接收能量輸入。在一些結構中，電源130大約為120V AC、60Hz信號。在其它結構中，電源130大約為240V AC信號。在其它結構中，電源130例如為恒定電流源。在這些結構中，電源130能夠包括12V DC信號，例如從汽車插口(例如，從汽車蓄電池)接收到的DC信號。
在所示的結構中，電池充電器30從AC電源接收到能量輸入。為了使用DC電源，用戶可以將電池充電器30連接至在圖18-27中所示的功率轉換器2140上。在這些結構中，功率轉換器2140將第一信號、例如DC信號(例如，來自汽車DC輸出口的12V DC信號)轉換成第二信號、例如AC信號(例如，120V AC信號)。
如圖18-26中所示，功率轉換器2140包括外殼2145。在所示的結構中，外殼2145包括第一端部2146、第二端部2147、第一側面2148和第二側面2149。外殼2145還包括底面2152和頂面2154。在其它結構中，外殼2145能夠包括比所示和所述的更多或更少的表面、側面和端部。
在一個結構中，頂面2154能夠提供用于放置電池充電器30的區域。在所示的結構中，頂面2154的寬度和長度與電池充電器30基本上相同。在其它結構中，頂面2154的寬度和長度可以大于或者小于電池充電器30。在其它結構中，頂面2154可以包括鎖緊機構(未示出)，用來將電池充電器30固定在功率轉換器2140上。在其它結構中，外殼2145的另一個部分可以包括鎖緊機構，用來將電池充電器30固定在轉換器2140上。
功率轉換器2140還包括用來接收第一功率信號(即，DC功率信號)的輸入端2159。在一些結構中，輸入端2159包括電線2160和輸入連接器2165。在所示的結構中，輸入連接器2165包括用于接收來自汽車DC輸出口的DC信號的12-V DC輸入插頭。
功率轉換器2140還包括用來輸送第二功率信號(即，AC功率信號)的轉換輸出端2170。在所示的結構中，轉換輸出端2170包括AC輸出口，例如三線直葉片輸出口2170。如圖18所示，輸出口2170設置在電線卷2155上。
在一些結構中，功率轉換器2140可以包括電線卷2155。電線卷2155可以存儲并且固定電池充電器30的電線2156。在所示的結構中，在外殼2145的第二端部2147中的溝槽2158形成電線卷2155。
在一些結構中，功率轉換器2140可以包括第二輸出端2180。在所示的結構中，第二輸出端2180設置在外殼2145的第一端部2146上，并且可以用來輸送第二(轉換的)功率信號。在其它結構中，輸出端2180可以輸送第一功率信號(即，DC信號)。在其它結構中，轉換器2140可以包括另外的輸出端2180，所述另外的輸出端2180輸送第一功率信號或第二功率信號。在還有其它結構中，轉換器2140可以包括第二輸出口2180的組合，至少一個用來輸送第一功率信號，并且至少一個其它輸出口用來輸送第二功率信號。
在一些結構中，功率轉換器2140可以包括開關2185，用來通過轉換輸出端2170控制功率的輸出。開關2185可以包括接通位置，其中轉換器2140可以用來通過轉換輸出端2170分配電能(在轉換器2140正在接收第一功率信號)；以及斷開位置，其中轉換器2140不能用來通過轉換輸出端2170分配電能。可以通過一個或多個LED、例如在圖23-26中所示的第一LED2188和第二LED2189，將開關2185的位置指示給用戶。在所示的結構中，第一LED2188和第二LED2189設置在外殼2145的第一端部2146上。在一個結構中，第一LED2188為紅色LED，并且表示轉換器2140不能用來通過轉換輸出端2170供電，而第二LED2189為綠色LED，并且表示轉換器2140可以通過轉換輸出端2170供電。在其它結構中，開關2185可以控制第二輸出端2180的輸出。在還有其它結構中，轉換器2140包括用于每個輸出端或輸出口2170、2180的開關2185。
在一些結構中并且在一些方面中，如下面所述一樣，電池充電器30可以給具有不同電池化學組分和不同標稱電壓的各種可再充電電池充電。例如，在示例性實施方案中，電池充電器30可以給具有NiCd電池化學組分和大約為14.4V標稱電壓的第一電池、具有Li離子電池化學組分和大約為18V的標稱電壓的第二電池、以及具有Li離子電池化學組分和大約為28V標稱電壓的第三電池充電。在另一個示例性實施方案中，電池充電器30可以給具有大約為21V標稱電壓的第一Li離子電池、和具有大約為28V標稱電壓的第二Li離子電池充電。在該示例性實施方案中，如下面所述一樣，電池充電器30能夠識別出每個電池20的標稱電壓，并且由此如下面所述的那樣縮放特定閾值，或者根據電池標稱電壓，改變電壓讀數或測量值(在充電期間獲取的)。
在一些結構中，電池充電器30可以通過“讀取”包括在電池20中的識別分量，或者通過從例如電池微處理器或控制器接收信號，來識別電池20的標稱電壓。在一些結構中，電池充電器30可以包括充電器30能夠識別出的各種電池20的可接受標稱電壓范圍。在一些結構中，可接受標稱電壓范圍包括從大約8V至大約50V的范圍。在其它結構中，可接受標稱電壓范圍可以包括從大約12V到大約28V的范圍。在其它結構中，電池充電器30能夠識別出等于大約12V和更大的標稱電壓。還有，在其它結構中，電池充電器30能夠識別出等于大約30V和更低的標稱電壓。
在其它結構中，電池充電器30可以識別出包括電池20的標稱電壓的數值范圍。例如，電池充電器30能夠識別出第一電池20的標稱電壓落入在例如大約為18V至大約22V或者大約16V至大約24V的范圍內，而不是識別出第一電池20具有大約為18V的標稱電壓。在其它結構中，電池充電器30還可以識別出其它電池特征，例如電池單元數量、電池化學組分等。
在其它結構中，充電器30能夠識別出電池20的任意標稱電壓。在這些結構中，充電器30能夠通過根據電池20的標稱電壓、調節或縮放某些閾值，來給任意標稱電壓電池20充電。還有，在這些結構中，與標稱電壓無關，每個電池20可以在大約相同時間內接收大約相同大小的充電電流(例如，在每個電池20大約完全放電的情況下)。電池充電器30可以調節或縮放這些閾值(下面所述的)，或者根據所充電的電池30的標稱電壓調節或者縮放測量值。
例如，電池充電器30可以識別出具有大約為21V的標稱電壓以及5個電池單元的第一電池。在整個充電中，電池充電器30改變充電器30所采樣的每個測量值(例如，電池電壓)，以獲得每個電池單元的測量值。也就是說，充電器30將每個電池電壓測量值除以5(例如，5個電池單元)，以大約獲得電池單元的平均電壓。因此，包括在電池充電器30中的所有閾值可以與每個電池單元測量值相關聯。還有，電池充電器30可以識別具有大約為28V標稱電壓和7個電池單元的第二電池。與用第一電池進行操作類似，電池充電器30改變了每個電壓測量值，以獲得每個電池單元測量值。還有，包括在電池充電器30中的所有閾值可以與每個電池單元測量值相關。在該實施例中，電池充電器30可以使用相同的閾值，以便監測并且中止對第一和第二電池充電，從而使得電池充電器30能夠在一個標稱電壓范圍上給許多電池充電。
在一些結構中以及在一些方面中，電池充電器30根據電池20的溫度，來進行給電池20充電的充電方案或方法。在一個結構中，電池充電器30給電池20提供充電電流，同時周期性地檢測或監測電池20的溫度。如果電池20沒有包括微處理器或控制器，則電池充電器30在規定時間周期之后，周期性地測量熱敏電阻66的電阻。如果電池20包括微處理器或控制器、例如控制器64，則電池充電器30任選地進行1)周期性地詢問控制器64，以確定電池溫度和/或電池溫度是否在適當的操作范圍之外；或者2)等待，以接收來自控制器64的、用來表示電池溫度沒有處在適當的操作范圍內的信號，如將在下面所述一樣。
在一些結構中以及在一些方面中，電池充電器30根據電池20的當前電壓，來進行給電池20充電的充電方案或方法。在一些結構中，如下面所述一樣，在正在給電池20提供電流時，和/或在沒有提供電流時，在經過規定時間周期之后，在周期性地檢測或監測電池電壓的同時，電池充電器30給電池20提供充電電流。在一些結構中，電池充電器30根據電池20的溫度和電壓，來進行給電池20充電的充電方案或方法。還有，充電方案可以基于單個電池單元電壓。
一旦電池溫度和/或電池電壓超過規定閾值，或者沒有落入在適當操作范圍內，則電池充電器30將充電電流中斷。電池充電器30繼續周期性地檢測或監測電池溫度/電壓，或者等待，以接收來自控制器64的信號，用來表示電池溫度/電壓處在適當的操作范圍內。在電池溫度/電壓處于適當的操作范圍內時，電池充電器30可以恢復給電池20提供充電電流。電池充電器30繼續監測電池溫度/電壓，并且根據所檢測出的電池溫度/電壓，繼續中斷以及恢復充電電流。在一些結構中，在電池容量到達規定閾值時、或者在規定時間周期之后，電池充電器30終止充電。在其他結構中，當從電池充電器30移去電池20時，終止充電。
在一些結構中以及在一些方面中，電池充電器30包括用于給各種電池、例如具有不同化學組分和/或標稱電壓的電池20充電的操作方法。在圖5a和5b中顯示出該充電操作200的實施例。在一些結構中以及在一些方面中，電池充電器30包括用于給Li基電池、例如具有Li-Co化學組分、Li-Mn尖晶石化學組分、Li-Mn鎳化學組分等的電池充電的操作方法。在一些結構中以及在一些方面中，充電操作200包括用于響應于不同電池狀況和/或電池特性執行不同功能的各種模塊。
在一些結構中以及在一些方面中，操作方法200包括用于根據異常和/或正常電池狀況中斷充電的模塊。在一些結構中，充電操作200包括有故障電池組模塊，例如在圖6的流程圖205中所示的有故障電池組模塊；和/或溫度超范圍模塊，例如在圖7的流程圖210中所示的溫度超范圍模塊。在一些結構中，電池充電器30進入有故障電池組模塊205，以便根據異常電池電壓、異常電池單元電壓和/或異常電池容量中止充電。在一些結構中，電池充電器30進入溫度超范圍模塊210，以便根據異常電池溫度和/或一個或多個異常電池單元溫度中止充電。在一些結構中，充電操作200包括更多或更少的模塊，它們根據比上面和下面所述的模塊和狀況更多或更少的電池狀況終止充電。在圖28-38中顯示出充電操作和充電模塊的其它結構。
在一些結構中以及在一些方面中，充電操作200包括各種用于根據各種電池狀況給電池20充電的模式或模塊。在一些結構中，充電操作200包括點滴式充電模塊，例如在圖8的流程圖215中所示的點滴式充電模塊；步進式充電模塊，例如在圖9的流程圖220中所示的步進式充電模塊；快速充電模塊，例如在圖10的流程圖225中所示的快速充電模塊；和/或維護充電模塊，例如在圖11的流程圖230中所示的維護模塊。
在一些結構中以及在一些方面中，在充電操作200期間，控制器100根據特定電池溫度范圍、特定電池電壓范圍和/或特定電池容量范圍，來選擇每個充電模塊215-230。在一些結構中，控制器100根據在表1中所示的電池特性，來選擇每個模塊215-230。在一些結構中，條件“電池溫度”或“電池的溫度”可以包括整體上獲得的電池溫度(即，電池單元、電池組成部件等)；和/或單獨或共同獲取的電池單元的溫度。在一些結構中，如下面所述一樣，每個充電模塊215-230可以基于相同的基本充電方案或充電算法，例如全部充電電流。
表1給Li基電池充電的操作
在一些結構中以及在一些方面中，在點滴式充電模塊215期間施加在電池20上的充電電流包括在第一時間周期、例如十秒內向電池20施加全部充電電流(例如“I”)，然后，使全部充電電流暫停第二時間周期、例如五十秒。在一些結構中，全部充電電流為大約以規定幅度的充電電流脈沖。在一些結構中，在電池電壓小于第一規定電壓閾值V1的情況下，電池充電器30只進入點滴式充電模塊215。
在一些結構中以及在一些方面中，在快速充電模塊225期間施加在電池20上的充電電流包括在第一時間周期、例如1秒內向電池20施加全部充電電流，然后，使全部充電電流暫停第二時間周期、例如50ms。在一些結構中，控制器100將備用計時器設定為第一規定時限，例如大約2個小時。在這些結構中，電池充電器30在所述規定時限內不會實施快速充電模塊225，以避免電池損壞。在其它結構中，在規定時限期滿時，電池充電器30將斷開(例如，停止充電)。
在一些結構中，在電池電壓包括在從第一電壓閾值V1至第二規定電壓閾值V2的范圍中、以及電池溫度落入在從第二電池溫度閾值T2到第三電池溫度閾值T3的范圍內的情況下，電池充電器30只進入快速充電模塊225。在一些結構中，第二電壓閾值V2大于第一電壓閾值V1，并且第三溫度閾值T3大于第二溫度閾值T2。
在一些結構中以及在一些方面中，在步進式充電模塊220期間施加在電池20上的充電電流包括向電池20施加快速充電模塊225的充電電流，但是具有一分鐘充電(“接通”)且一分鐘暫停充電(“斷開”)的負載循環。在一些結構中，控制器100將備用計時器設定為第二規定時限，例如大約4個小時。在這些結構中，電池充電器30在所述規定時限內不會實施步進式充電模塊220，以便避免電池損壞。
在一些結構中，如果電池電壓包括在從第一電壓閾值V1至第二電壓閾值V2的范圍中、以及電池溫度落入在從第一電池溫度閾值T1到第二溫度閾值T2的范圍內，電池充電器30只進入步進式充電模塊220。在一些結構中，第二電壓閾值V2大于第一電壓閾值V1，并且第二溫度閾值T2大于第一溫度閾值T1。
在一些結構中以及在一些方面中，在維護模塊230期間施加在電池20上的充電電流包括只在電池電壓下降至特定規定閾值時，向電池20施加全部充電電流。在一些結構中，閾值大約為每個單元4.05-V/單元+/-1％。在一些結構中，在電池電壓包括在從第二電壓閾值V2至第三規定電壓閾值V3的范圍中、以及電池溫度落入在從第一溫度閾值T1到第三溫度閾值T3的范圍內的情況下，電池充電器30只進入維護模塊230。
在一些結構中以及在一些方面中，控制器100根據各種電池狀況，實施各種充電模塊220-230。在一些結構中，每個充電模塊220-230包括相同的充電算法(例如，用于施加全部充電電流的算法)。但是，每個充電模塊220-230按照不同的方式實施、重復或引入充電算法。充電算法的一個示例為在圖12的流程圖250中所示的充電電流算法，如將在下面所述的一樣。
如圖5a和5b中所示一樣，充電操作200在步驟305處、在將電池例如電池20插入到電池充電器30中或者與之電連接時開始。在步驟310處，控制器100確定是否有穩定電能輸入、例如電源130施加在電池充電器30上或與之連接。如圖5a中所示，在電池20與電池充電器30電連接之后，在施加電能的情況下，仍然進行相同的操作(即，步驟305進行至步驟310)。
如果控制器100確定沒有施加穩定的電能輸入，則控制器100不會啟動指示器110，并且在步驟315處不會向電池20充電。在一些結構中，電池充電器30在步驟315處吸引少量放電電流。在一些結構中，放電電壓大約小于0.1mA。
如果控制器100在步驟310處確定向電池充電器30施加了穩定電能輸入，則操作200前進至步驟320。在步驟320處，控制器100確定在電池端子45、50和55和電池充電器端子80、85和90之間的所有連接是否穩定。如果在步驟320處這些連接不穩定，則控制器100前進至步驟315。
如果在步驟320處這些連接穩定，則控制器100在步驟325處通過電池20的檢測端子55，識別出電池20的化學組分。在一些結構中，如由控制器100檢測出的一樣，來自電池20的電阻檢測導線表示，電池20具有NiCd或NiMH的化學組分。在一些結構中，控制器100將測量出電阻檢測導線的電阻，以確定電池20的化學組分。例如，在一些結構中，如果檢測導線的電阻落入在第一范圍內，則電池20的化學組分為NiCd。如果檢測導線的電阻落入在第二范圍內，則電池20的化學組分為NiMH。
在一些結構中，電池充電器30使用單一充電算法給NiCd電池和NiMH電池充電，上述單一充電算法與針對具有Li基化學組分的電池所實施的充電算法不同。在一些結構中，用于NiCd電池和NiMH電池的單一充電算法例如為現有用于NiCd/NiMH電池的充電算法。在一些結構中，電池充電器30使用用于給NiCd電池和NiMH電池的單一充電算法，但是采用與用來終止給NiMH電池充電的終止方案不同的終止方案、來終止用于NiCd電池的充電過程。在一些結構中，在控制器100檢測到在電池電壓中出現負變化(例如，-ΔV)時，電池充電器30終止給NiCd電池充電。在一些結構中，在電池溫度隨著時間的變化(例如，ΔT/dt)到達或超過規定終止閾值時，電池充電器30終止給NiMH電池充電。
在一些結構中，使用恒定電流算法，給NiCd和/或NiMH電池充電。例如，電池充電器30可以包括用于給具有不同電池化學組分例如NiCd、NiMH、Li離子等的不同電池充電的相同充電電路。在示例性結構中，充電器30可以使用充電電路，以便采用恒定電流算法，代替脈沖充電，與Li離子電池一樣向NiCd和NiMH電池施加相同的全部充電電流。在另一個示例性結構中，電池充電器30能夠根據電池化學組分，通過充電電路縮放全部充電電流。
在其它結構中，控制器100不會確定電池20的準確化學組分。然而，控制器100實現了能夠給NiCd電池和NiMH電池有效充電的充電模塊。
在其它結構中，檢測導線的電阻可以表示電池20具有Li基化學組分。例如，如果檢測導線的電阻落入在第三范圍內，則電池20的化學組分為Li基的。
在一些結構中，通過檢測端子55和90在電池充電器30和電池20之間建立的串行通信鏈路表示電池20具有Li基化學組分。如果在步驟320處建立了串行通信鏈路，則在電池20中的微處理器或控制器、例如控制器64，將有關電池20的信息發送給在電池充電器30中的控制器100。在電池20和電池充電器30之間傳輸的這些信息可以包括電池化學組分、標稱電池電壓、電池容量、電池溫度、單獨單元電壓、充電循環數量、放電循環數量、保護電路或網絡狀態(例如，啟動、禁用、啟用等)等。
在步驟330處，控制器100確定電池20的化學組分是否為Li基。如果控制器100在步驟330處確定電池20具有NiCd或NiMH化學組分，則該操作200前進至在步驟335處的NiCd/NiMH充電算法。
如果控制器100在步驟330處確定電池20具有Li基化學組分，則該操作200前進至步驟340。在步驟340處，控制器100將包括在電池20中的任意電池保護電路、例如開關重置，并且通過通信鏈路確定電池20的標稱電壓。在步驟345處，控制器100根據標稱電壓，將充電器模擬-數字轉換器(“A/D”)設定為適當的水平。
在步驟350處，控制器100測量出電池20的當前電壓。一旦進行了測量，在步驟355處，控制器100確定電池20的電壓是否大于4.3-V/單元。如果在步驟355處電池電壓大于4.3-V/單元，則操作200前進至在步驟360處的有故障電池組模塊205。下面將對該有故障電池組模塊205進行說明。
如果電池電壓在步驟355處不大于4.3-V/單元，則控制器100在步驟365處測量出電池溫度，并且在步驟370處確定電池溫度是否低于-20℃或者超過65℃。如果在步驟370處電池溫度低于-20℃或者超過65℃，則該操作200前進至在步驟375處的溫度超范圍模塊210。下面將對溫度超范圍模塊210進行說明。
如果在步驟370處電池溫度沒有低于-20℃或者沒有超過65℃，控制器100在步驟380(在圖5b中所示的)處確定電池溫度是否落入在-20℃和0℃之間。如果在步驟380處電池溫度落入在-20℃和0℃之間，該操作200前進至步驟385。在步驟385處，控制器100確定電池電壓是否小于3.5-V/單元。如果電池電壓小于3.5-V/單元，則該操作200前進至在步驟390處的點滴式充電模塊215。下面將對該點滴式充電模塊215進行說明。
如果在步驟385處電池電壓不小于3.5-V/單元，則控制器100在步驟395處確定電池電壓是否包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的電壓范圍中。如果在步驟395處電池電壓沒有包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的電壓范圍中，則操作200前進至在步驟400處的維護模塊230。下面將對該維護模塊230進行說明。
如果在步驟395處電池電壓包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的電壓范圍中，則控制器100在步驟405處將計數器、例如充電計數器清零。一旦在步驟405處將充電計數器清零，則操作200前進至在步驟410處的步進式充電模塊220。下面將對步進式充電模塊220和充電計數器進行說明。
回到步驟380，如果電池溫度沒有包括在-10℃和0℃之間，則控制器100在步驟415處確定電池電壓是否小于3.5V/單元。如果電池電壓在步驟415處小于3.5V/單元，則該操作200前進至在步驟420處的點滴式充電模塊215。
如果電池電壓在步驟415處不小于3.5V/單元，則控制器100在步驟425處確定電池電壓是否包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的電壓范圍中。如果在步驟425處電池電壓沒有包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的電壓范圍中，則該操作200前進至在步驟430處的維護模塊230。
如果在步驟425處電池電壓包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的電壓范圍中，則控制器100在步驟435處將計數器、例如充電計數器清零。一旦在步驟435處將充電計數器清零，則該操作200前進至在步驟440處的快速充電模塊225。下面將對快速充電模塊225進行說明。
圖6為一流程圖，顯示出有故障電池組模塊205的操作。模塊205的操作在步驟460處、在主充電操作200進入有故障電池組模塊205時開始。控制器100在步驟465處中斷充電電流，并且在步驟470處啟動指示器110、例如第一LED。在所示的結構中，控制器100控制第一LED，以大約4Hz的速率閃爍。一旦在步驟470處將指示器110啟動，則模塊205在步驟475處終止，并且操作200也結束。
圖7為一流程圖，顯示出溫度超范圍模塊210的操作。該模塊210的操作在步驟490處、在主充電操作200進入溫度超范圍模塊210時開始。控制器100在步驟495處中斷充電電流，并且在步驟500處啟動指示器110、例如第一LED。在所示的結構中，控制器100控制第一LED，以大約1Hz的頻率閃爍，以向用戶指明電池充電器30當前處于溫度超范圍模塊210。一旦在步驟500處啟動了指示器110，操作200離開模塊210，并且前進至操作200停止。
圖8為一流程圖，顯示出點滴式充電模塊215。模塊215的操作在步驟520處、在主充電操作200進入點滴式充電模塊215時開始。控制器100在步驟525處啟動指示器110、例如第一LED115，以向用戶指明電池充電器30當前正在給電池20充電。在所示的結構中，控制器100如此啟動第一LED115，從而它看起來一直接通。
一旦在步驟525處啟動了指示器110，控制器100在步驟530處將計數器例、如點滴式充電計數計數器初始化。在所示的結構中，點滴式充電計數計數器具有20的計數限制。
在步驟540處，控制器100開始向電池20施加十個1秒(“1-s”)全部電流脈沖，然后中止充電50秒(“50-s”)。在一些結構中，在1-s脈沖之間存在50ms的時間間隔。
在步驟545處，控制器100在將充電電流施加在電池20上時(例如，電流接通時間)，測量出電池電壓，以確定電池電壓是否超過4.6-V/單元。如果電池電壓在步驟545處、在電流接通時間期間超過4.6-V/單元，則模塊215在步驟550處前進至有故障電池組模塊205，并且將在步驟552處終止。如果電池電壓在步驟545處、在電流接通時間期間沒有超過4.6-V/單元，則在步驟555處、在沒有向電池20施加充電電流時(例如，電流斷開時間)，控制器100測量出電池溫度和電池電壓。
在步驟560處，控制器100確定電池溫度是否低于-10℃或者超過65℃。如果在步驟560處電池溫度低于-20℃或高于65℃，則該模塊215前進至在步驟565處的溫度超范圍模塊210，并且將在步驟570處結束。如果在步驟560處電池溫度不低于-20℃或不高于65℃，則控制器100在步驟575處確定電池電壓是否包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的范圍內。
如果電池電壓在步驟575處包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的范圍內，則控制器100在步驟580處確定電池溫度是否包括在-20℃至0℃的范圍中。如果在步驟580處電池溫度包括在-20℃至0℃的范圍中，則模塊215前進至在步驟585處的步進式充電模塊220。如果在步驟585處電池溫度不包括在-20℃至0℃的范圍中，則模塊215前進至在步驟590處的快速充電模塊225。
如果電池電壓在步驟575處不包括在3.5-V/單元至4.1-V/單元的范圍內，則控制器100在步驟595處使點滴式充電計數計數器增加。在步驟600處，控制器100確定點滴式充電計數計數器是否等于計數器極限、例如20。如果計數器在步驟600處不等于計數器極限，則模塊215前進至步驟540。如果計數器在步驟600處等于計數極限，則模塊215前進至在步驟605處的有故障電池組模塊205，并且將在步驟610處結束。
圖9為一流程圖，顯示出步進式充電模塊220。在步驟630處，模塊220的操作在主充電操作200進入步進式充電模塊220時開始。控制器100在步驟635處啟動指示器110、例如第一LED115，以向用戶指明電池充電器30當前正在給電池20充電。在所示的結構中，控制器100啟動第一LED115，從而它看起來一直接通。
在步驟640處，控制器100啟動第一計時器或充電接通計時器。在所示的結構中，充電接通計時器從1分鐘開始倒計時。在步驟645處，模塊220前進至充電電流算法250。一旦進行了充電電流算法250，則控制器100在步驟650處確定充電計數是否等于計數極限、例如7200。如果充電計數在步驟650處等于計數極限，則模塊220前進至在步驟655處的有故障電池組模塊205，并且模塊220將在步驟660處結束。
如果充電計數在步驟650處不等于計數極限，則控制器100在步驟665處確定在電流脈沖(如將在下面所述的一樣)之間的等待時間是否大于或等于第一等待時間閾值、例如20秒。如果等待時間在步驟665處大于或等于第一等待時間，則控制器100在步驟670處啟動指示器110，例如斷開第一LED115并且啟動第二LED120以大約1Hz的頻率閃爍。如果等待時間在步驟665處大于或等于第一等待時間閾值，則模塊220前進至在下面所述的步驟690。
一旦指示器110在步驟670處啟動，則控制器100在步驟675處確定在電流脈沖之間的等待時間是否大于或等于第二等待時間閾值、例如50秒。如果等待時間在步驟675處大于或等于第二等待時間閾值，則控制器100在步驟680處改變指示器110，例如如此啟動第二LED120，從而第二LED120看起來一直接通。模塊220然后在步驟685處前進至維護模塊230。
如果等待時間在步驟675處不大于或等于第二等待時間閾值，則控制器100在步驟690處確定電池溫度是否大于0℃。如果在步驟690處電池溫度大于0℃，則模塊220前進至在步驟695處的快速充電模塊225。如果電池溫度在步驟690處不大于0℃，則控制器100確定充電接通計時器在步驟700處是否已經屆滿。
如果在步驟700處充電接通計時器還沒有屆滿，則模塊220前進至在步驟645處的充電電流算法250。如果充電接通計時器在步驟700處已經屆滿，則控制器100在步驟705處啟動第二計時器或充電斷開計時器，并且中止充電。在步驟710處，控制器100確定充電斷開計時器是否已經屆滿。如果充電斷開計時器在步驟710處還沒有屆滿，則控制器100在步驟715處等待規定時間，然后回到步驟710。如果充電斷開計時器在步驟710處已經屆滿，則模塊220回到步驟640，以重新啟動充電接通計時器。
圖10為一流程圖，顯示出快速充電模塊225。模塊225的操作在步驟730處、在主充電操作200進入快速充電模塊225時開始。控制器100在步驟735處啟動指示器110、例如第一LED115，以向用戶指明電池充電器30當前正在給電池20充電。在所示的結構中，控制器100如此啟動第一LED115，從而它看起來一直接通。
在步驟740處，模塊225前進至充電電流算法250。一旦進行了充電電流算法250，則控制器100在步驟745處確定充電計數是否等于計數極限(例如，7200)。如果在步驟745處充電計數等于計數極限，則模塊220前進至在步驟750處的有故障電池組模塊205，并且模塊220將在步驟755處結束。
如果充電計數在步驟745處不等于計數極限，則控制器100在步驟760處確定在電流脈沖之間的等待時間是否大于或等于第一等待時間閾值(例如兩秒)。如果在步驟765處等待時間大于或等于第一等待時間閾值，則控制器100在步驟765處啟動指示器110，例如斷開第一LED115并且啟動第二LED120以大約1Hz的頻率閃爍。如果在步驟760處等待時間不大于或等于第一等待時間閾值，則模塊225前進至下面所述的步驟785。
一旦在步驟765處啟動了指示器110，則控制器100在步驟770處確定在電流脈沖之間的等待時間是否大于或等于第二等待時間閾值(例如十五秒)。如果在步驟770處等待時間大于或等于第二等待時間閾值，則控制器100在步驟775處改變指示器110，例如啟動第二LED120，從而第二LED120看起來一直接通。然后該模塊225前進至在步驟780處的維護模塊230。
如果等待時間在步驟770處不大于或等于第二等待時間閾值，則在步驟785處控制器100確定電池溫度是否包括在-20℃至0℃范圍中。如果在步驟785處電池溫度包括在所述范圍中，則該模塊225前進到在步驟790處的步進充電模塊220。如果在步驟785處電池溫度不包括在所述范圍中，則該模塊225回到在步驟740處的充電電流算法250。
圖11為流程圖，顯示出維護模塊230。模塊230的操作在步驟800處、在主充電操作200進入維護模塊230時開始。控制器100在步驟805處確定電池電壓是否包括在3.5-V/單元至4.05-V/單元的范圍內。如果在步驟805處電池電壓沒有包括在該范圍內，則控制器100繼續停留在步驟805中，直到電池電壓包括在該范圍中。一旦在步驟805處電池電壓包括在該范圍中，則控制器100在步驟810處將維護計時器初始化。在一些結構中，維護計時器從三十分鐘開始倒計時。
在步驟815處，控制器100確定電池溫度是否低于-20℃或超過65℃。如果在步驟815處電池溫度低于-20℃或超過65℃，則該模塊230前進至在步驟820處的溫度超范圍模塊210，并且該模塊將在步驟825處結束。如果在步驟815處電池溫度沒有低于-20℃或者沒有超過65℃，模塊230前進至在步驟830處的充電電流算法250。
一旦在步驟830處進行充電電流算法250，則控制器100在步驟835處確定維護計時器是否已經屆滿。如果維護計時器已經屆滿，則該模塊230前進至在步驟840處的有故障電池組模塊205，并且該模塊230將在步驟845處結束。如果維護計時器在步驟835處還沒有屆滿，則控制器100在步驟850處確定在電流脈沖之間的等待時間是否大于或等于第一規定維護等待時間周期、例如15秒。
如果等待時間在步驟850處大于第一規定維護等待時間周期，該模塊230前進至步驟805。如果在步驟850處等待時間不大于或等于第一規定維護等待時間周期，則該模塊230前進至在步驟830處的充電電流算法250。在一些結構中，電池充電器30將維持在維護模塊230中，直到電池組20與電池充電器30脫開。
圖12為一流程圖，顯示出基本充電計劃或充電電流算法250。模塊250的操作在步驟870處、在其它模塊220-230或主充電操作200進入充電電流算法250時開始。控制器100在步驟875處施加大約1秒的全部電流脈沖。在步驟880處，在正在向電池20施加電流時，控制器100確定電池電壓是否大于4.6-V/單元。
如果在步驟880處電池電壓大于4.6-V/單元，則算法250前進至在步驟885處的有故障電池組模塊205，并且算法250將在步驟890處結束。如果電池電壓在步驟880處不大于4.6-V/單元，則控制器100在步驟895處中斷充電電流，使計數器、例如充電電流計數器增加，并且存儲計數值。
在步驟900處，控制器100確定電池溫度是否低于-20℃或者超過65℃。如果在步驟900處電池溫度低于-20℃或者超過65℃，則算法250前進至在步驟905處的溫度超范圍模塊210，并且該算法250在步驟910處將終止。如果在步驟900處電池溫度不低于-20℃或者不超過65℃，在步驟915處控制器100測量出在沒有向電池20施加充電電流時的電池電壓。
在步驟920處，控制器100確定電池電壓是否小于4.2-V/單元。如果電池電壓在步驟920處小于4.2-V/單元，則算法250前進到步驟875。如果電池電壓在步驟920處不小于4.2-V/單元，則控制器100一直等待到在步驟925處電池電壓大約等于4.2-V/單元。還有在步驟925處，控制器100存儲等待時間。算法250在步驟930處結束。
在一些結構中并且在一些方面中，電池充電器30可以包括用于給各種電池、例如具有不同化學組分和/或標稱電壓的電池20充電的另一種操作方法。在圖28-38中顯示出這種充電操作的實施例。在一些結構中以及在一些方面中，電池充電器30包括用于給Li基電池、例如具有Li-Co化學組分、Li-Mn尖晶石化學組分、Li-Mn鎳化學組分等的電池充電的操作方法。在一些結構中以及在一些方面中，充電操作200包括用于響應于不同電池狀況和/或電池特性、進行不同功能的各種模塊。
在一些結構中以及在一些方面中，充電操作方法包括用于根據異常和/或正常電池狀況中斷充電的模塊。在一些結構中，充電操作包括有故障電池組模塊和/或溫度超范圍模塊，例如在圖36的流程圖2235中所示的溫度超范圍模塊。在一些結構中，電池充電器30進入有故障電池組模塊，以便根據異常電池電壓、異常單元電壓和/或異常電池容量終止充電。在一些結構中，電池充電器30進入溫度超范圍模塊2235，以便根據異常電池溫度和/或一個或多個異常電池單元溫度終止充電。在一些結構中，充電操作包括更多或更少的用于根據比上述和下述的模塊和狀況更多或更少的電池狀況終止充電的模塊。
在一些結構中以及在一些方面中，充電操作包括用于根據在該操作內的各種電池狀況或階段、給電池20充電的各種模式或模塊。在一些結構中，充電操作包括點滴式充電模塊，例如在圖34的流程圖2225中所示的點滴式(有限)充電模塊和在圖33的流程圖2220中所示的點滴式(步進式)模塊；快速充電模塊，例如在圖32的流程圖2215中所示的快速充電模塊；和/或維護充電模塊，例如在圖35的流程圖2230中所示的維護模塊；以及其它模塊，例如在圖31的流程圖2210中所示的扁平電池組喚醒模塊，和在圖20和30的流程圖2205以及圖28的流程圖2200中分別所示的充電模塊和電池組插入模塊2200(開始充電)。充電操作還包括其它模塊按照各種方式實施的充電電流算法，例如在圖37和38的流程圖2240中所示的算法。
下面將參照圖28-30給出一部分充電操作的實施例。例如，充電操作如圖28中所示一樣從電池組插入模塊2200開始。該操作以向電池充電器供電開始(在2305處)，并且電池充電器30確定輸入電壓Vin是否在正確的操作參數(例如，80V＜Vin＜140V)內(在2310處)。如果輸入電壓Vin沒有在這些操作參數內，則電池充電器30禁止充電(在2315處)。電池充電器30還可以向用戶指明，是否正在提供正確的輸入電壓Vin(在2315處)。
如果電池充電器30正在接收正確的輸入電壓Vin，則電池組20與充電器連接(在2325處)，并且充電器30確定是否已經實現了正確的連接(例如在端子之間的連接)(在步驟2330處)。如果還沒有實現正確的連接，則充電器30不使任何LED亮燈(在2335處)，并且充電操作終止(在2340處)。如果實現了連接，則充電器30借助施加給控制器100上的電壓檢測出電池20的存在(在2345處)，并且控制器100測量出電池20的電壓Vpack(在2350處)。
充電器30確定電池電壓Vpack是否小于5V(在2355處)。如果電池電壓Vpack小于5V，則充電操作前進至扁平電池組喚醒模塊2210(在2360處)。如果電池電壓Vpack不小于5V，則充電器30試圖建立與電池20的通信(在2365處)，并且確定是否建立了通信(在2370處)。如果沒有建立通信，則充電器30不會使任何指示器亮燈(在2375處)，并且充電操作終止(在2380處)。如果建立了通信，則充電操作繼續進行充電模塊2205(在2385處)。
在圖29和30中顯示出充電模塊2205。充電模塊2205首先讓充電器30識別出電池組標稱電壓，并且設定適當的測量參數(在2405處)，并且詢問電池20的單元電壓(在2410處)，以確定任意單元電壓是否大于上閾值(例如，4.35V)(在2415處)。如果任意單元大于上閾值，則充電器30不會啟動任意LED(在2420處)，并且充電操作終止(在2425處)。如果任何單元都不大于上閾值，則充電器30測量出在充電器30的端子上的電池電壓(在2430處)，并且詢問由電池20測量出的電池電壓Vpack(在2435處)，以確定測量值是否一致(在2440處)。如果測量值不一致，則充電器30不會啟動任意LED(在2445處)，并且充電操作終止(在2450處)。
如果測量值一致，則充電器30詢問電池20的電池溫度(在2455處)，以確定電池溫度是否在操作范圍內(在2460處)。如果電池電壓不在所期望的操作范圍內，則操作前進至溫度超范圍模塊2235(在2465處)，并且一旦充電操作離開溫度超范圍模塊2235，則充電器30可以再次詢問電池20的電池溫度信息(在2455處)。
如果電池溫度在所期望的操作范圍內，則充電器30確定電池電壓Vpack是否大于維護閾值(例如，4.1V/單元)(在2470處)，并且如果電池電壓Vpack大于維護閾值(在2475處)，充電操作前進至維護模塊2230。否則，充電器30確定電池電壓Vpack是否小于點滴式閾值(例如，3.5V/單元)(在2480處)，并且如果電池電壓Vpack低于點滴式閾值，則充電操作前進至點滴式(有限)模塊2225(在2485處)。如果電池電壓不低于點滴式閾值，充電器30確定電池溫度是否在點滴式范圍內(在2490處)。如果溫度在點滴式范圍內，則該操作前進至點滴式(步進式)模塊2220(在2495處)，并且如果溫度不在該點滴式范圍內，則前進至快速充電模塊2215(在2505處)。充電操作可以在圖31-38中所示的其它模塊中所示一樣繼續。
在圖28-38中所示的充電操作期間，電池充電器30使用脈沖充電方法給電池20供電。在一個結構中，電池充電器30給電池20提供每次具有相同脈沖寬度、但是改變了在脈沖之間的時間的脈沖。這被稱為“全部充電電流”或者“全部充電脈沖”。在其它結構例如在圖16和39中所示的結構中，由電池充電器30施加的全部充電電流或全部充電脈沖，可以根據在電池20中的單獨單元電壓縮放。下面將參照圖4、16和39對該應用進行說明。
如圖4所示，在電池充電器30中的控制器100能夠相對于在電池20中的微控制器64接收和傳送信息。在一些結構中，微控制器64可以自動地或響應于來自電池充電器30的指令，監測在充電期間的各種電池特性，包括每個電池單元60的電壓或當前狀態。微控制器64能夠在充電電流周期Ton(即，“電流接通”時間周期)期間監測特定的電池特性和過程或平均測量值。在一些結構中，電流接通時間周期可以大約為1秒(“1-s”)。在無充電電流周期(“電流斷開”時間周期)Toff期間，可以從電池20將有關某些電池特性(例如單元電壓或單元充電狀態)的信息傳送給充電器30。在一些結構中，電流斷開周期Toff大約為50ms。電池充電器30可以處理從電池20發送出的信息，并且因此改變電流接通時間周期Ton。例如，如果一個或多個電池單元60具有比其它電池單元60更高的當前充電狀態，則電池充電器30可以減小隨后的電流接通時間周期Ton以便避免給一個或多個更高的電池單元過充電。
在一些結構中，電池充電器30可以將每個單獨單元電壓與平均單元電壓進行比較，并且在各個單元電壓和平均單元電壓之間的差值等于或超過規定閾值(例如，不平衡閾值)的情況下，充電器30可以將該單元識別為更高充電狀態單元。電池充電器30可以改變電流接通時間周期Ton。在其它結構中，電池充電器30可以根據從電池20接受到的信息，在電流接通時間周期期間，估計特定電池單元(例如，識別作為更高電壓單元的電池單元)的充電狀態。在這些結構中，如果該單元的當前充電狀態的估計值超過閾值，則電池充電器30可以改變電流接通時間周期Ton的持續時間。
例如，如圖16和39中所示一樣，電池充電器30可以命令電池20將在下一個電流接通時間周期Ton1期間獲得的單元電壓測量值取平均值。該指令可以在第一電流斷開時間周期Toff1期間發送出。因此，在第一電流接通時間周期Ton1期間，微控制器64測量單元電壓以及其它電池參數，并且對它們取平均值。在下一個電流斷開時間周期Toff2期間，電池30可以將平均測量值傳送給電池充電器30。在一些結構中，電池20可以發送八個平均測量值，例如平均電池組充電狀態測量值和七個電池單元60的每一個的平均單獨單元充電狀態。例如，電池20可以發送以下信息單元114％，單元214％，單元315％，單元414％，單元516％，單元614％，單元714％，以及電池組(例如，單元1-7)電壓29.96V。在該實施例中，電池充電器30將單元5識別作為更高電池單元。充電器30還記錄了由電池微控制器64和電池充電器30測量出的電池電壓。在該實施例中，電池充電器30測量出電池電壓為大約30.07V。電池充電器30計算出在電池電壓測量值中的差異(例如，110mV)，并且確定出在這些端子和導線上的電壓降大約為110mV。
在隨后的電流接通時間周期Ton2期間，電池充電器30估計出單元5的電壓。例如，電池充電器30對該電池20的電壓測量值進行取樣，并且針對每個電池電壓測量值，根據下面公式估計出單元5的充電狀態(V電池/ch-V端子)*V單元其中V電池/ch為由充電器30測量出的電池20的電壓，V端子為在這些端子上的電壓降(例如，110mV)，并且V單元為估計作為電池電壓的百分比的單元電壓。如果單元5的電壓估計值超過閾值(“降低閾值”)，則電池充電器30可以改變隨后的電流接通時間周期Ton3。在該實施例中，電池充電器30記住單元5的電壓估計值(或計算值)何時達到大約為800ms的降低閾值。如圖39所示，充電器30將單元5識別并且計算為高電池單元，并且改變隨后的電流接通時間周期Ton3，以與充電器30記住的持續時間(例如800ms)大致相等。因此，電流接通時間周期Ton3的長度T2小于前面電流接通時間周期Ton1和Ton2的長度T1。
在一些結構中，充電器30繼續將隨后的電流接通時間周期(例如，Ton4-5)設定為大約前面電流接通時間周期Ton3(例如800ms)的長度T2。如果單元5(或另一個單元)繼續被識別為高單元，則例如，在單元5的電壓繼續到達降低閾值(例如在600ms處)的情況下，充電器30可以將隨后的電流接通時間周期(例如，Ton6)的長度從長度T2(例如，大約800ms)改變為T3(例如，大約為600ms)。
在其它結構中，在充電器30確定電池單元沒有接收足夠的電流的情況下，充電器30還可以將隨后電流接通時間周期(例如，Ton5)設定回到大約T1的長度(因此在降低接通時間之后增加了接通時間)。例如，如果電池充電器30確定單元5的電壓盡管為高或不平衡單元、也遠低于在接通時間周期最后處的降低閾值，則電池充電器30可以增大電流接通時間周期。在這些結構中，電池充電器30可以繼續根據電池單元電壓改變電流脈沖的長度(例如，接通時間周期)，以優化這些單元在稍微過充電的情況下所接收到的電量。在一些結構中，電池充電器30不能將電流接通時間增大到大于初始電流接通時間周期，例如周期Ton1。
在圖13中示意性地顯示出電池20’的另一個示意圖。電池20’與電池20類似，并且共同的元件由相同的參考標號“’”表示。
在一些結構中，電路62’包括電子部件，例如識別電阻器950，并且識別電阻器950可以具有設定電阻。在其它結構中，電子部件可以為電容器、電感器、電阻器、半導體元件、電路或其它具有電阻或者能夠發送電信號的部件，例如微處理器、數字邏輯部件等。在所示的結構中，識別電阻器950的電阻值可以根據電池30’的特性、例如電池單元60’的標稱電壓和化學組分選擇。檢測端子55’可以與識別電阻器950電連接。
在圖13中示意性所示的電池20’可以與電裝置、例如電池充電器960(也示意性地顯示出)電連接。電池充電器960可以包括正極端子964、負極端子968和檢測端子972。電池充電器960的每個端子964、968、972可以與電池20’的相應端子45’、50’、55’(分別地)電連接。電池充電器960還可以包括具有電氣部件的電路，所述電氣部件例如第一電阻器976、第二電阻器980、固態電子器件或半導體984、比較器988和處理器、微控制器或控制器(未示出)。在一些結構中，半導體984可以包括晶體管，所述晶體管能夠在飽和或“ON”狀態中操作，并且能夠在斷開或“OFF”狀態中操作。在一些結構中，比較器988可以為專用電壓監測裝置、微處理器或處理單元。在其它結構中，比較器988可以包括在控制器(未示出)中。
在一些結構中，控制器(未示出)可以編程為識別出在電池20’中的電氣部件、例如識別電阻器950的電阻值。控制器也可以編程為確定電池20’的一個或多個特性，例如電池20’的電池化學組分和標稱電壓。如前面所提出的一樣，識別電阻器950的電阻值可以對應于和一個或多個特定電池特性相關的專門值。例如，識別電阻器950的電阻值可以包括在和電池20’的化學組分和標稱電壓對應的電阻值范圍中。
在一些結構中，控制器可以編程為識別出識別電阻器950的多個電阻范圍。在這些結構中，每個范圍對應于一個電池化學組分，例如NiCd、NiMH、Li離子等。在一些結構中，控制器可以識別出另外的電阻范圍，每個與另一個電池化學組分或另一個電池特性對應。
在一些結構中，控制器可以編程為識別出多個電壓范圍。包括在電壓范圍中的電壓可以取決于或對應于識別電阻器950的電阻值，從而控制器能夠根據所測量出的電壓確定出電阻器950的數值。
在一些結構中，識別電阻器950的電阻值可以進一步選擇為對于電池20’的每個可能的標稱電壓數值而言是獨特的。例如，在一個電阻值范圍中，第一專門電阻值可以與21V的標稱電壓對應，第二專門電阻值可以與16.8V的標稱電壓對應，并且第三專門電阻值可以與12.6V的標稱電壓對應。在一些結構中，可以有更多或更少的專門電阻值，每個電阻值對應于與電阻范圍相關的電池20’的另一個可能的標稱電壓。
在示例性實施方案中，電池20’與電池充電器960電連接。為了識別出第一電池特性，半導體984在附加電路(未示出)的控制下切換到“ON”狀態。在半導體984處于“ON”狀態中時，識別電阻器950和電阻器976和980形成分壓器網絡。該網絡在第一參考點992處建立了電壓VA。如果電阻器980的電阻值明顯低于電阻器976的電阻值，則電壓VA將取決于識別電阻器950和電阻器980的電阻值。在該實施方案中，電壓VA處于由識別電阻器950的電阻值所確定的范圍中。控制器(未示出)測量出在第一參考點992處的電壓VA，并且根據電壓VA確定出識別電阻器950的電阻值。在一些結構中，控制器將電壓VA與多個電壓范圍比較，以確定出電池特性。
在一些結構中，所要識別的第一電池特性可以包括電池化學組分。例如，低于150kΩ的任意電阻值可以表示電池20’具有NiCd或NiMH的化學組分，并且大約為150kΩ或更高的任意電阻值可以表示電池20’具有Li或Li離子化學組分。一旦控制器確定并且識別出電池20’的化學組分，則可以選擇適當的充電算法或方法。在其它結構中，存在比在上面實施例中更多的電阻范圍，每個范圍對應于另一個電池化學組分。
繼續該示例性實施方案，為了識別出第二電池特性，半導體984在附加電路的控制下切換到“OFF”狀態。在半導體984切換到“OFF”狀態時，識別電阻器950和電阻器976形成分壓器網絡。在第一參考點992處的電壓VA現在由識別電阻器950和電阻器976的電阻值確定。識別電阻器950的電阻值如此選擇，從而在第二參考點1012處的電壓VBATT基本上等于電池20’的標稱電壓時，在第一參考點992處的電壓VA基本上等于在第三參考點996處的電壓VREF。如果在第一參考點992處的VA超過在第三參考點996處的電壓VREF，則比較器988的輸出VOUT改變狀態。在一些結構中，輸出VOUT可以用來終止充電或用作指示器，以開始附加功能，例如維護程序、均衡程序、放電功能、附加充電方案等。在一些結構中，電壓VREF可以為固定參考電壓。
在一些結構中，所要識別出的第二電池特性可以包括電池20’的標稱電壓。例如，用于計算識別電阻器958的電阻值的通常公式可以為R100=VREF·R135VBATT-VREF]]>其中R100為識別電阻器950的電阻值，R135為電阻器976的電阻值，VBATT為電池20’的標稱電壓，并且VREF為固定電壓，例如大約為2.5V。例如，在Li離子化學組分(上面提出的)的電阻值范圍中，識別電阻器950的大約為150kΩ的電阻值可以對應于大約21V的標稱電壓，大約為194kΩ的電阻值可以對應于大約16.8V的標稱電壓，并且大約為274.7kΩ的電阻值可以對應于大約12.6V的標稱電壓。在其它結構中，更多或更少的專門電阻值可以對應于附加或不同的電池組標稱電壓值。
在所示的結構中，識別電阻值950和第三參考點996兩者都可以位于電流檢測電阻器1000的“高”側上。在充電電流存在時，這樣設置識別電阻器950和第三參考點996，可以降低在VA和VREF之間的任意相關電壓波動。如果識別電阻器950和第三參考點996被稱為接地點1004并且向電池20’施加充電電流，則在電壓VA中出現電壓波動。
在一些結構中，電池充電器960還可以包括充電器控制功能。如前面所述一樣，在電壓VA基本上等于電壓VREF(表示VBATT等于電池20’的標稱電壓)時，比較器988的輸出VOUT改變狀態。在一些結構中，在比較器988的輸出VOUT改變狀態時，充電電流不再提供給電池20’。一旦充電電流中斷，則電池電壓VBATT開始降低。在電壓VBATT達到下閾值時，比較器988的輸出VOUT再次改變狀態。在一些結構中，電壓VBATT的下閾值由磁滯電阻器1008的電阻值確定。一旦比較器988的輸出VOUT再次改變狀態，則充電電流重新建立。在一些結構中，該循環重復由控制器確定的規定時間，或者重復由比較器988實現的特定狀態變化量。在一些結構中，該循環重復直到電池20’與電池充電器960脫開。
在一些結構中以及在一些方面中，電池、例如在圖17中所示的電池20可以變為如此放電，從而電池單元60可以不具有足夠的電壓，以與電池充電器30通信。如圖17所示，電池20可以包括一個或多個電池單元60、正極端子1105、負極端子1110以及一個或多個檢測端子1120a和1120b(如圖17所示，第二檢測端子或啟動端子1120b可以或不必包括在電池20中)。電池20也可以包括帶有微控制器1140的電路1130。
如圖17所示，電路1130可以包括半導體開關1180，它在電路1130(例如，微處理器1140)確定或檢測到高于或低于預定閾值的狀況(例如，“異常電池狀況”)時中斷放電電流。在一些結構中，開關1180包括中斷狀況，其中來自或流向電池20的電流中斷；以及許可狀況，其中來自或流向電池20的電流被允許。在一些結構中，異常電池狀況可以包括例如高或低電池單元溫度、高或低電池充電狀態、高或低電池單元充電狀態、高或低放電電流、高或低充電電流等。在所示的結構中，開關1180包括功率FET或金屬氧化物半導體FET(“MOSFET”)。在其它結構中，電路1130可以包括兩個開關1180。在這些結構中，開關1180可以并聯布置。并聯開關1180可以包括在提供高平均放電電流的電池組(例如，給圓盤鋸、鉆機等供電的電池20)里。
在一些結構中，一旦開關1180變為非導電，即使在不再檢測到異常狀況的情況下，開關1180也不會重置。在一些結構中，只在電氣裝置、例如電池充電器30指示微處理器1140如此做的情況下，電路1130(例如，微處理器1140)才可以將開關180重置。如前面所述一樣，電池20可以變為如此放電，從而電池單元60可以沒有足夠的電壓，以便給微處理器1140供電，以與電池充電器30連通。
在一些結構中，如果電池20不能與充電器30連通，則電池充電器30可以通過開關1180的本體二極管1210提供較小的充電電流，以對電池單元60緩慢地充電。一旦這些單元60接收足夠的充電電流以給微處理器1140供電，微處理器1140可以改變開關1180的狀態。也就是說，電池20可以即使在開關1180處于非導電狀態中時也能夠充電。如圖17所示，開關1180可以包括本體二極管1210，它在一些結構中與MOSFET和其它晶體管成一整體。在其它結構中，二極管1210可以與開關1180并聯電連接。
在一些結構中，如果電池20不能與充電器30連通，則電池充電器30可以通過檢測導線、例如檢測導線1120a或專用啟動端子1120b，施加較小的平均電流。電流可以給電容器1150充電，這反過來能夠給微處理器1140提供足夠的電壓，以能夠進行操作。
上述以及在這些附圖中所示的結構只是以實施例的方式給出，并且不是對本發明的概念和原理進行限制。因此，本領域普通技術人員要理解的是，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，在這些元件以及其結構和布置中可以有各種變化。
權利要求
1.一種組件，它包括電池組，所述電池組包括第一電池端子；第二電池端子；具有當前充電狀態的電池單元，該電池單元與所述第一電池端子和所述第二電池端子中的至少一個連接；與所述第一電池端子和所述第二電池端子中的至少一個連接的電池微控制器，該微控制器可用來測量所述電池單元的當前充電狀態，以產生出電池單元當前充電狀態測量值；以及電池充電器，所述電池充電器可以用來給所述電池組提供充電電流，該電池充電器包括第一充電器端子，所述第一充電器端子構成為與所述第一電池端子和所述第二電池端子中的至少一個連接，所述第一充電器端子構成為給所述電池組提供充電電流；第二充電器端子，所述第二充電器端子構成為與所述第一電池端子和所述第二電池端子中的至少一個連接；以及充電器微控制器，所述充電器微控制器與所述第二充電器端子連接，并且可用來接收來自所述電池微控制器的電池單元當前充電狀態測量值，所述充電器微控制器還可用來以脈沖的形式給所述電池組提供充電電流，其中每個脈沖包括第一時間間隔和第二時間間隔，在第一時間間隔中，正在給所述電池提供充電電流，在第二時間間隔中，暫停給所述電池提供充電電流，所述微控制器還可以用來至少部分地根據從所述電池微控制器接收到的電池單元當前充電狀態測量值，改變脈沖的第一時間間隔。
2.如權利要求1所述的組件，其中所述電池單元具有化學組分，該化學組分為Li離子基化學組分。
3.如權利要求1所述的組件，其中所述充電器微控制器還可用來至少部分地根據從所述電池微控制器接收到的電池單元當前充電狀態測量值，改變脈沖的第二時間間隔。
4.如權利要求1所述的組件，其中所述電池組還包括多個電池單元，每個電池單元具有當前充電狀態和電池組充電狀態，所述電池組充電狀態為多個電池單元的每個當前充電狀態的總和，所述電池微控制器還可以用來測量所述電池組充電狀態，以產生出電池組充電狀態測量值。
5.如權利要求4所述的組件，其中所述充電器微控制器可用來測量所述電池組充電狀態，以產生出第二電池組充電狀態測量值。
6.如權利要求5所述的組件，其中由所述充電器微控制器測量出的第二電池組充電狀態測量值大于由所述電池微控制器測量出的電池組充電狀態測量值。
7.如權利要求5所述的組件，其中所述電池微控制器將在所述多個電池單元中的每個電池單元的當前充電狀態測量值發送作為由所述電池微控制器測量出的電池組充電狀態的百分比。
8.如權利要求7所述的組件，其中所述充電器微控制器可用來根據所述百分比和由所述充電器微控制器測量出的第二電池組充電狀態測量值，估計在第一脈沖的第一時間間隔期間的電池單元的當前充電狀態，以產生出電池單元的估計充電狀態測量值，所述充電器微控制器還可以用來根據電池單元的估計充電狀態測量值，改變隨后脈沖的第一時間間隔。
9.如權利要求1所述的組件，其中所述電池充電器還可以用來改變脈沖的第二時間間隔。
10.一種用來給電池組提供充電電流的電池充電器，該電池組具有帶有當前充電狀態的電池單元和可用來測量電池單元當前充電狀態的電池微控制器，該電池充電器包括充電器微控制器，用來從所述電池微控制器接收電池單元當前充電狀態，所述充電器微控制器還可以用來以脈沖形式給所述電池組提供充電電流，其中每個脈沖包括第一時間間隔和第二時間間隔，所述第一時間間隔為給所述電池提供充電電流的間隔，并且所述第二時間間隔為暫停給所述電池提供充電電流的間隔，所述微控制器還可以用來至少部分地根據從所述電池微控制器接收到的電池單元當前充電狀態，改變脈沖的第一時間間隔。
11.如權利要求10所述的電池充電器，其中所述電池組具有多個電池單元，每個電池單元具有當前充電狀態，該電池微控制器可用來測量多個電池單元的每個當前充電狀態，并且所述充電器微控制器可用來接收每個電池單元充電狀態。
12.如權利要求11所述的電池充電器，其中所述電池組具有電池組電壓，所述電池組電壓為所述多個電池單元的每個當前充電狀態的總和，所述充電器微控制器還可以用來接收電池組充電狀態。
13.如權利要求10所述的電池充電器，其中所述電池充電器還可以用來改變脈沖的第二時間間隔。
14.一種給具有多個電池單元的電池脈沖充電的方法，該方法包括測量在所述多個電池單元中的每個電池單元的充電狀態；向電池施加充電電流的第一脈沖，所述第一脈沖具有第一時間間隔和第二時間間隔，在第一時間間隔，向所述電池提供充電電流，在第二時間間隔，暫停向所述電池提供充電電流；以及向所述電池施加充電電流的第二脈沖，所述第二脈沖具有第三時間間隔和第四時間間隔，在第三時間間隔，給所述電池提供充電電流，在第四時間間隔，暫停給所述電池提供充電電流，所述第三時間間隔至少部分基于電池單元的充電狀態，并且所述第三時間間隔小于所述第一時間間隔。
15.如權利要求14所述的脈沖充電方法，還包括在所述多個電池單元的充電狀態中識別出高電池單元充電狀態。
16.如權利要求15所述的脈沖充電方法，還包括測量出電池充電狀態；并且估計出識別作為所述高電池單元充電狀態的電池單元的充電狀態，以產生出用于所述電池單元的估計充電狀態。
17.如權利要求16所述的脈沖充電方法，其中所述第三時間間隔至少部分基于所述電池單元的估計充電狀態。
18.如權利要求16所述的脈沖充電方法，還包括建立電池單元充電狀態閾值；并且在所述電池單元的估計充電狀態到達電池單元充電狀態閾值時，計算出估計時間。
19.如權利要求18所述的脈沖充電方法，其中所述第三時間間隔大約等于所述估計時間。
20.如權利要求14所述的脈沖充電方法，還包括維持表示所述第三時間間隔的參數數值；并且至少部分地根據電池單元的充電狀態，改變所述參數數值。
全文摘要
一種組件，它包括電池組和可用來給電池組提供充電電流的電池充電器。電池組包括第一電池端子、第二電池端子和具有當前充電狀態的電池單元。電池單元和第一電池端子和第二電池端子中的至少一個連接。電池組還包括電池微控制器，它和第一電池端子和第二電池端子的至少一個連接。所述微控制器可用來測量電池單元的當前充電狀態，以產生出電池單元當前充電狀態測量值。電池充電器包括第一充電器端子和第二充電器端子，該第一充電器端子構造為和第一電池端子和第二電池端子中的至少一個連接，該第二充電器端子構造為和第一電池端子和第二電池端子中的至少一個連接。第一充電器端子構造為給電池組提供充電電流。電池充電器還包括充電器微控制器，它和第二充電器端子連接，并且可用來從電池微控制器接收電池單元當前充電狀態測量值。充電器微控制器還可以以脈沖的形式給電池組提供充電電流，其中每個脈沖包括其中正在給電池提供充電電流的第一時間間隔和其中正在暫停從電池提供充電電流的第二時間間隔。所述微控制器還用來至少部分地根據從所述電池微控制器接收到的電池單元當前充電狀態測量值，改變脈沖的第一時間間隔。
文檔編號H01M10/46GK1989675SQ200580024998
公開日2007年6月27日 申請日期2005年5月24日 優先權日2004年5月24日
發明者托德·W·約翰遜, 杰伊·J·羅森貝克, 加里·D·邁爾, 杰弗里·M·賽勒, 凱文·L·格拉斯哥, 喬納森·A·齊克, 杰弗里·M·布羅澤克, 卡爾·F·施卡策 申請人:密爾沃基電動工具公司