專利名稱：鋰二次電池組的充電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰二次電池使用領域，尤其涉及一種為具有電池管理系統(tǒng)的鋰二次電池組充電的充電裝置。
背景技術：
鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質量輕、無記憶效應、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長，是一種理想電源。在實際使用中，為了獲得更高的放電電壓， 一般將至少兩只單體鋰二次電池串聯(lián)組成鋰二次電池組使用。目前，鋰二次電池組已經廣泛應用于筆記本電腦、電動自行車、電動汽車、備用電源等多種領域。
鋰二次電池組的充電方法有兩種串聯(lián)充電和并聯(lián)充電。目前鋰二次電池組的充電 一般釆用串聯(lián)充電，這主要是因為串聯(lián)充電方法結構簡單、成本低、較容易實現。但由于單體鋰二次電池之間在容量、內阻、衰減特性、自放電等性能方面的差異，在對鋰二次電池組串聯(lián)充電時，電池組中離充滿電容量最小的那只單體鋰二次電池將最先充滿電，而此時，其他電池還沒有充滿電，如果繼續(xù)串聯(lián)充電，則已充滿電的單體鋰二次電池就可能會被過充電。
而鋰二次電池過充電可能會導致爆炸并造成人員傷害，因此，為了防止出現單體鋰二次電池過充電，鋰二次電池組使用時一般裝有電池管理系統(tǒng)，通過電池管理系統(tǒng)對每一只單體鋰二次電池進行過充電等保護。串聯(lián)充電時，如果有一只單體鋰二次電池的電壓達到過充保護電壓，電池管理系統(tǒng)會將整個串聯(lián)充電電路切斷，停止充電，以防止這只單體電池被過充電。而這樣會造成其他鋰二次電池無法充滿電。雖然有些電池管理系統(tǒng)帶有均衡功 能，但由于從成本和散熱等多方面考慮，電池管理系統(tǒng)的均衡電流一般遠小 于串聯(lián)充電的電流，因此均衡效果不是很明顯，也會出現一些單體電池充不 滿電的情況，這對于需要快速大電流充電的鋰二次電池組，例如電動汽車用 的鋰二次電池組則更加明顯。
例如，將10只;改電容量都為10Ah的錳酸鋰二次電池串聯(lián)起來組成額定 電壓為37V的鋰二次電池組，但如果成組前其中9只單體鋰二次電池荷電8Ah， 另外1只單體鋰二次電池荷電10Ah,將此電池組進行串聯(lián)充電時，其中荷電 10Ah的那只單體鋰二次電池會先充滿電，從而達到過充保護電壓，為了防止 這只單體鋰二次電池被過充電，電池管理系統(tǒng)會將整個串聯(lián)充電電路切斷， 也就使得其他9只電池無法充滿電，而整個電池組放電容量也就只有8Ah。
因此，對鋰二次電池組串聯(lián)充電時，容易出現單體電池過充電、充不滿 電等情況，從而造成整個電池組性能的劣化。
鋰二次電池組的并聯(lián)充電方法，雖然可以解決單體電池過充和充不滿電 的問題，但是并聯(lián)充電方法需要采用低電壓、大電流的充電電源為每一只單 體電池充電，存在充電電源成本高、可靠性低、充電效率低、連接線徑粗等 缺陷，因此目前沒有大范圍使用這種充電方法。

實用新型內容
本實用新型所 要解決的技術問題是提供一種鋰二次電池組的充電裝置， 其可以有效解決鋰二次電池組串聯(lián)充電易出現的過充電、充不滿電，還可避 免并聯(lián)充電的充電電源成本高、可靠性低、充電效率低、連接線徑粗等問題。
本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下 一種鋰二次電池組的充 電裝置，該鋰二次電池組具有用于防止過充電的電池管理系統(tǒng)，還包括至 少一個串耳關充電電源和至少一個并4關充電電源；所述串l關充電電源與所述鋰二次電池組或鋰二次電池組中的鋰二次電池組模塊串聯(lián)；所述并聯(lián)充電電源 與所述鋰二次電池組或鋰二次電池組模塊中的單體鋰二次電池連接。
本實用新型的有益效果是可有效解決鋰二次電池組充電時過充、充不 滿等問題，且成本低、可靠性高、充電效率高。
進一步，將同 一個所述并聯(lián)充電電源輪流與所述鋰二次電池組中的每只 單體鋰二次電池連接進行充電。
采用上述進一步方案的有益效果是可根據實際情況減少并聯(lián)充電電源 的數目，有效控制充電電源成本。
進一步，所述并耳關充電電源為太陽能充電電源或無線充電電源。 采用上述進一 步方案的有益效果是才喿作更為簡單。


圖1為本實用新型鋰二次電池組的充電裝置的原理示意圖； 圖2為本實用新型第一實施例的框圖； 圖3為本實用新型第二實施例的框圖； 圖4為本實用新型第三實施例的框圖； 圖5為本實用新型第四實施例的框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解 釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
鋰二次電池組一般由兩只以上的單體鋰二次電池串聯(lián)組成，各只單體鋰 二次電池的容量、內阻、衰減特性、自放電等均會存在差異。 一般鋰二次電 池組均具有用于防止過充電的電池管理系統(tǒng)。
如圖l所示，本實用新型所提供的鋰二次電池組的充電裝置的原理為
5對于具有用于防止過充電的電池管理系統(tǒng)的鋰二次電池組可采用串聯(lián)充電
和恒壓限流的并聯(lián)充電相結合的充電方式，即在鋰二次電池組兩端串接一串聯(lián)充電電源，串聯(lián)充電采用大電流充電，作為鋰二次電池組充電的主要方式；可在鋰二次電池組中的每只單體鋰二次電池兩端均連^妄一并聯(lián)充電電源，或者可在多個容量和特性相同的單體鋰二次電池組成的鋰二次電池組模塊的正負極串接一并聯(lián)充電電源進行充電，并聯(lián)充電時并聯(lián)充電電源的恒壓值與單體鋰二次電池充滿電時的電壓值相同，采用小電流充電，作為鋰二次
電池組充電的輔助方式。其中， 一般串聯(lián)充電的電流不小于并聯(lián)充電電流的5倍。串聯(lián)充電和并聯(lián)充電可以同時進行，也可分別進行?？墒紫炔捎么?lián)大電流為鋰二次電池組充電，當鋰二次電池組中有至少一個單體鋰二次電池充滿時，電池管理系統(tǒng)控制串聯(lián)充電電源斷開；此時，啟動并聯(lián)充電，采用電壓與其串接的單體鋰二次電池充滿時的電壓相同的并聯(lián)充電電源，通過并聯(lián)小電流的方式為每只單體鋰二次電池充電，當單體鋰二次電池充滿時，單體鋰二次電池與并if關充電電源的電壓相同，充電過程隨即結束。這樣，可保i正鋰二次電池組中每只單體鋰二次電池均充滿電，且不會出現過充電的現象。當鋰二次電池組中單體鋰二次電池數目較多時，可將鋰二次電池組分成數個包括少數個鋰二次電池的鋰二次電池組模塊，分別對每個鋰二次電池組
如圖l所示，本實用新型所提供的鋰二次電池組的充電裝置包括至少一個串聯(lián)充電電源和至少一個并^:充電電源；串聯(lián)充電電源串聯(lián)在鋰二次電池組兩端或鋰二次電池組中的鋰二次電池組模塊兩端，在鋰二次電池組或鋰二次電池組中的鋰二次電池組模塊中的每只單體鋰二次電池兩端連接一個獨立的并聯(lián)充電電源。也可在鋰二次電池組或鋰二次電池組才莫塊中，將同一個并聯(lián)充電電源輪流并聯(lián)在每只單體鋰二次電池兩端進行充電。其中，并聯(lián)充電電源可為太陽能充電電源或無線充電電源。
6由于鋰二次電池組有多種規(guī)格，因此以電動自行車用7串的25.2V、 8Ah鈷酸鋰二次電池組，電動摩托車用13串的48. IV、 15Ah錳酸鋰二次電池組，混合動力汽車用108串的345. 6V、 40Ah磷酸亞鐵鋰二次電池組和純電動汽車用90串的288V、 100Ah石舞酸亞4失鋰二次電池組為例，對本實用新型作進一步#纟田4葛^^口下
實施例一
如圖2所示，為電動自行車用7串的25. 2V、 8Ah鈷酸鋰二次電池組充電時，在鈷酸鋰二次電池組的總正和總負兩端串聯(lián)一個限制輸出電壓為29.4V的串聯(lián)充電電源，并以2A的限制充電電流進行串聯(lián)充電，同時在每只電池的兩端并聯(lián)一個限制輸出電壓為4. 2V、限制輸出電流為200mA的并聯(lián)充電電源給每一只單體電池進行并聯(lián)充電。充電過程中，串聯(lián)充電和并聯(lián)充電同時進行，若任一單體電池充滿電即其電壓達到過充保護電壓時，則鈷酸鋰二次電池組內的電池管理系統(tǒng)將切斷串聯(lián)充電電源，串聯(lián)充電結束。而此時對于未充滿電的電池，由于電池與并耳關充電電源之間仍有電壓差，其并if關充電過程將繼續(xù)進4亍，當每只單體電池充滿電時，電池與并4關充電電源之間不存在電壓差，并:f關充電結束。至此，鈷酸鋰二次電池組的充電過程結束。采用上述充電方式，鈷酸鋰二次電池組中每只電池均可保證充滿電，且不會有過充現象。
實施例二
如圖3所示，為電動摩托車用13串的48. IV、 15Ah錳酸鋰二次電池組充電時，在錳酸鋰二次電池組的總正和總負兩端串J[關 一 個限制輸出電壓為54. 6V的串聯(lián)充電電源，并以3A的限制充電電流進行串聯(lián)充電，若任一單體電池充滿電即其電壓達到過充保護電壓時，則錳S交鋰二次電池組內的電池管理系統(tǒng)將切斷串^L充電電源，串聯(lián)充電結束。用一個限制輸出電壓為4. 2V、限制輸出電流為60OmA的并聯(lián)充電電源輪流給每一只未充滿的單體電池進行并聯(lián)充電，當每只單體電池充滿電時，并聯(lián)充電結束。至此，錳酸鋰二次電池組的充電過程結束。采用上述充電方式，錳酸鋰二次電池組中每只電池均可保證充滿電，且不會有過充現象。實施例三
如圖4所示，為混合動力汽車用108串的345. 6V、 40Ah磷酸亞鐵鋰二次電池組進行充電時，首先，在磷酸亞鐵鋰二次電池組的總正和總負兩端串聯(lián)一個限制輸出電壓為394. 2V、限制充電電流為80A的串聯(lián)充電電源進行串聯(lián)充電，當有一只單體電池充滿電即其電壓達到過充保護電壓時，電池組內的電池管理系統(tǒng)將串聯(lián)充電電源切斷，串聯(lián)充電結束。然后，用108個限制輸出電壓為3. 65V、限制輸出電流為1A的并聯(lián)充電電源并聯(lián)在每一只單體電池兩端進行并聯(lián)充電，當每只單體電池的電壓達到3. 65V即電池充滿電時，充電結束。
實施例四
如圖5所示，為純電動汽車用90串的288V、 100Ah磷酸亞鐵鋰二次電池組充電時，將90串的電池分成9個10串的磷酸亞鐵鋰二次電池組模塊。首先，在每個模塊的總正和總負兩端均串聯(lián)一個限制輸出電壓為36.5V、限制充電電流為20A的串聯(lián)充電電源進行串聯(lián)充電，當電池組模塊中任一單體電池充滿電即其電壓達到過充保護電壓時，電池組模塊內的電池管理系統(tǒng)將此電池組模塊的串聯(lián)充電電源斷開。然后，對此電池組模塊，釆用5個限制輸出電壓為3. 65V、限制輸出電流為500raA的并聯(lián)充電電源進行并聯(lián)充電，每個并聯(lián)充電電源給兩只單體電池輪流進行并聯(lián)充電，當每只單體電池充滿電，并聯(lián)充電結束。
上述實施例中的串聯(lián)充電與恒壓限流的并聯(lián)充電相結合的充電方式可通用。
另外，在本實用新型中由于并聯(lián)充電采用低電壓、小電流充電，因此可
8選擇太陽能充電電源或無線充電電源作為并聯(lián)充電電源，從而操作更為簡單。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均
應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種鋰二次電池組的充電裝置，該鋰二次電池組具有用于防止過充電的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一個串聯(lián)充電電源和至少一個并聯(lián)充電電源；所述串聯(lián)充電電源與所述鋰二次電池組或鋰二次電池組中的鋰二次電池組模塊串聯(lián)；所述并聯(lián)充電電源與所述鋰二次電池組或鋰二次電池組模塊中的單體鋰二次電池連接。
2. 根據權利要求1所述的充電裝置，其特征在于，將同一個所述并聯(lián) 充電電源輪流與所述鋰二次電池組中的每只單體鋰二次電池連接進行充電。
3. 根據權利要求1所述的充電裝置，其特征在于，所述并聯(lián)充電電源 為太陽能充電電源或無線充電電源。
專利摘要本實用新型涉及一種鋰二次電池組的充電裝置，尤其涉及一種為具有用于防止過充電的電池管理系統(tǒng)的鋰二次電池組充電的充電裝置。本實用新型所提供的一種為鋰二次電池組進行充電的充電裝置包括至少一個串聯(lián)充電電源和至少一個并聯(lián)充電電源。本實用新型可有效解決串聯(lián)充電易出現的過充電、充不滿電等問題，且可避免并聯(lián)充電的充電電源成本高、可靠性低、充電效率低、連接線徑粗等問題。
文檔編號H02J7/00GK201430452SQ20092002890
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權日2009年7月6日
發(fā)明者林道勇 申請人:林道勇;山東潤峰集團新能源科技有限公司