電池分容柜的大電流充放電電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池分容柜的大電流充放電電路，其包括：待分容電池接口、電流檢測電路、充放電轉(zhuǎn)換電路、直流輸入接口以及MCU控制單元，所述電流檢測電路用于采集待分容電池接入端的電流大小，所述充放電轉(zhuǎn)換電路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)待分容電池的充放電，所述MCU控制單元用于對(duì)充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控待分容電池的兩端端電壓。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）可實(shí)現(xiàn)大電流充放電，縮短了電池的分容周期；2）減少了電池的生產(chǎn)成本。
【專利說明】電池分容柜的大電流充放電電路
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電池分容柜的大電流充放電電路。【【背景技術(shù)】】
[0002]鋰離子電池作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分，它憑借其重量輕、比能量高、工作電壓高、壽命長、自放電低等優(yōu)點(diǎn)，得到了長足的發(fā)展，并迅速應(yīng)用于各種現(xiàn)代化移動(dòng)通訊設(shè)備和便攜式電子設(shè)備領(lǐng)域中。隨著能源危機(jī)的愈演愈烈，各國都在尋找最合適的汽車能源的替代品，鋰離子電池由于其具備上述的優(yōu)勢，逐漸成為各汽車廠家優(yōu)選的新能源。
[0003]為了適應(yīng)汽車能源的需求，現(xiàn)有的鋰離子電池的容量也是越來越大，而工廠都是采用分容柜來實(shí)現(xiàn)第一次充電和分容的。然而，現(xiàn)有分容柜的充電/放電電流一般為2~5A，這種分容柜，能夠滿足小容量的電池的分容需要，但它在分容大容量電池，尤其是動(dòng)力電池時(shí)，它的充放電電流相對(duì)太小，充放電時(shí)間太長，這極大延長電池生產(chǎn)周期，增加電池生產(chǎn)成本，制約了電池的生產(chǎn)。
[0004]鑒于以上弊端，實(shí)有必要提供一種改進(jìn)的電池分容柜的大電流充放電電路以克服上述缺陷。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明為了克服上述的缺陷，提供了一種改進(jìn)的電池分容柜的大電流充放電電路。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種電池分容柜的大電流充放電電路，其包括:待分容電池接口、電流檢測電路、充放電轉(zhuǎn)換電路、直流輸入接口以及MCU控制單元，所述電流檢測電路用于采集待分容電池接入端的電流大小，所述充放電轉(zhuǎn)換電路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)待分容電池的充放電，所述MCU控制單元用于對(duì)充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控待分容電池的兩端端電壓。
[0007]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進(jìn)，所述電流檢測電路包括電流采集芯片Ul、電容Cl、C2以及電阻Rl，所述電流采集芯片Ul至少還包括連接待分容電池正極和連接充放電轉(zhuǎn)換電路的第一引腳。
[0008]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進(jìn)，所述充放電轉(zhuǎn)換電路包括變壓器Tl、MOS管Q1、M0S管Q2和電阻R2、R3，其中，MOS管Ql與R2串聯(lián)后形成支路以及MOS管Q2與R3串聯(lián)形成支路，該兩支路的兩端分別連接至變壓器Tl和MCU控制單元。
[0009]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進(jìn)，所述MCU控制單元對(duì)充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)，其用于控制MOS管Ql或MOS管Q2導(dǎo)通時(shí)間的長短。
[0010]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進(jìn)，所述變壓器Tl至少一第二引腳向外延伸連接有繼電器K1，所述繼電器Kl可選擇性的連接至直流輸入接口或電阻R6。
[0011]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進(jìn)，所述電池分容柜的大電流充放電電路還包括電源轉(zhuǎn)換器U3，所述電源轉(zhuǎn)換器U3用于將220V市電轉(zhuǎn)換成MCU控制單元U2和電流采集芯片Ul的工作電壓。
[0012]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進(jìn)，所述電流檢測電路的兩端還并聯(lián)有電容C3。
[0013]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進(jìn)，所述充放電轉(zhuǎn)換電路的兩端還并聯(lián)有電容C4。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)可實(shí)現(xiàn)大電流充放電，縮短了電池的分容周期；
[0016]2)減少了電池的生產(chǎn)成本。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]附圖1為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的電路圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019] 請(qǐng)參考圖1所示，本發(fā)明一種電池分容柜的大電流充放電電路，其包括電池接口B+、B-, AC市電輸入端口 L、N，12V輸入端口 12V+、12V_，電源轉(zhuǎn)換U3，MCU控制單元U2，電流采樣芯片Ul,電容Cl、C2，電阻RU R2、R3、R4R5、R6，電解電容C3、C4，變壓器Tl、繼電器Kl、MOS 管 Ql、MOS 管 Q2，三極管 Q3。
[0020]其中，電流采集芯片Ul與電容Cl、C2,電阻Rl組成電流檢測電路，并通過電流采集芯片Ul (電流采集芯片的引腳為第一引腳)的1、2腳與3、4腳串接在B+與變壓器T (變壓器的引腳為第二引腳)的1、2、3腳之間，電解電容C3并聯(lián)在電流采集芯片Ul的1、2腳與B之間，電解電容C4并聯(lián)在繼電器的I腳和12V輸入端口 12V+U2V-之間；變壓器Tl，MOS管Q1、M0S管Q2和電阻R2、R3組成充放電轉(zhuǎn)換電路，串接在電流采集芯片Ul的1、2腳和繼電器的I腳之間。繼電器Kl是12V電源與放電電阻R6的切換器，Kl的I腳連接Tl的10、
11、12腳，Kl的2腳連接12V輸入端口 12V+，放電電阻R6串聯(lián)在Kl的3腳與12V-之間。電阻R5串聯(lián)在U3的3腳和Kl的5腳之間，三極管Q3的I腳與電阻R4、MCU控制單元、電流采集芯片Ul的8腳連接，Q3的2腳與Kl的4腳連接，Q3的3腳與12V-端連接。電源轉(zhuǎn)換U2的1、2腳與AC市電的L、N端連接，U2的34腳與U2的56腳，Ul的8腳連接。MCU控制U2的I腳與R2連接，電源轉(zhuǎn)換U2的2腳與R3連接，U2的7腳與Rl連接，電源轉(zhuǎn)換U2的3、4腳并聯(lián)電池連接B+與B-端口。
[0021]其工作原理是:220V、AC、50Hz的市電經(jīng)AC輸出端口輸入，通過電源轉(zhuǎn)換模塊U3的轉(zhuǎn)換，將220V市電轉(zhuǎn)換成MCU控制模塊U2和電流檢測電路中Ul的工作電壓。將要分容電池通過電池連接端B+、B-接入電路，MCU控制模塊U2同電流采樣單元Ul提供的電流信號(hào)和MCU控制模塊U2的3、4腳采集的電池電壓信號(hào)。判定電池狀態(tài)，設(shè)置電路為充電模式或放電模式，為電路下一步工作做好準(zhǔn)備。
[0022]若是充電模式，MCU控制單元U2的8輸出低電平，繼電器Kl的I腳與2腳相連，U2的I輸出一高電平，使MOS管Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)，U2的2腳輸出PWM信號(hào)，用以控制MOS管Q2的導(dǎo)通與截止，此時(shí)，外部提供的12V直流電壓，經(jīng)12V輸入端口，繼電器Kl加在由變壓器TlMOS管Q1Q2和電阻R2，R3組成的充放電控制單元，并經(jīng)它的能量控制轉(zhuǎn)化，通過電流采樣單元和電池連接端口對(duì)電池進(jìn)行充電,充電電流,可通過電流采集單元UI的電流采樣，MCU控制單元U2的設(shè)置來調(diào)節(jié)的。當(dāng)充電電流小于設(shè)置電流值時(shí)。U2的2腳輸出的PWM波的占空比增大，MOS管Q2的導(dǎo)通時(shí)間增大，電池得到的單位時(shí)間能量增大，充電電流就會(huì)上升，達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)充電電流大于設(shè)定值時(shí)。U2的2腳輸出的PWM波的占空比減小，MOS管Q2的導(dǎo)通時(shí)間減小，電池得到的單位時(shí)間能量減小，充電電流就會(huì)下降，達(dá)到設(shè)定值。并且，在整個(gè)充電過程中，MCU控制單元U2對(duì)電池充電電壓進(jìn)行監(jiān)控，用電池電壓判定電池的充電狀態(tài)，對(duì)充電電流進(jìn)行時(shí)間的累積，計(jì)算出充電容量。
[0023]若是放電模式，MCU控制單元U2的8輸出高電平，繼電器Kl的I腳與3腳相連，U2的2輸出一高電平，使MOS管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，U2的I腳輸出PWM信號(hào)，用以控制MOS管Ql的導(dǎo)通與截止，此時(shí)，待測電池的電壓經(jīng)電池連接B+B-端口，電流檢測單元Ul加在由變壓器TlMOS管Q1Q2和電阻R2，R3組成的充放電控制單元，并經(jīng)它進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，通過繼電器Kl的I腳與3腳的傳遞，由電阻R6進(jìn)行放電，放電電流可通過電流采集單元Ul的電流采樣，MCU控制單元U2的設(shè)置，來調(diào)節(jié)的。當(dāng)放電電流小于設(shè)置電流值時(shí)。U2的I腳輸出的PWM波的占空比增大，MOS管Ql的導(dǎo)通時(shí)間增大，電阻R6得到的單位時(shí)間能量增大，放電電流就會(huì)上升，達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)放電電流大于設(shè)定值時(shí)。U2的I腳輸出的PWM波的占空比減小，MOS管Ql的導(dǎo)通時(shí)間減小，電阻R6得到的單位時(shí)間能量減小，放電電流就會(huì)下降，達(dá)到設(shè)定值。并且，在整個(gè)放電過程中，MCU控制單元U2對(duì)電池放電電壓進(jìn)行監(jiān)控，用電池電壓判定電池的放電狀態(tài)，對(duì)放電電流進(jìn)行時(shí)間的累積，計(jì)算出放電容量。
[0024]本發(fā)明一種電池分容柜的大電流充放電電路，并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所描述，因此對(duì)于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。
【權(quán)利要求】
1.一種電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于，包括:待分容電池接口、電流檢測電路、充放電轉(zhuǎn)換電路、直流輸入接口以及MCU控制單元，所述電流檢測電路用于采集待分容電池接入端的電流大小，所述充放電轉(zhuǎn)換電路用于實(shí)現(xiàn)對(duì)待分容電池的充放電，所述MCU控制單元用于對(duì)充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)以及實(shí)時(shí)監(jiān)控待分容電池的兩端端電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電池 分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述電流檢測電路包括電流采集芯片U1、電容C1、C2以及電阻Rl，所述電流采集芯片Ul至少還包括連接待分容電池正極和連接充放電轉(zhuǎn)換電路的第一引腳。
3.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述充放電轉(zhuǎn)換電路包括變壓器Tl、MOS管Ql、MOS管Q2和電阻R2、R3，其中，MOS管Ql與R2串聯(lián)后形成支路以及MOS管Q2與R3串聯(lián)形成支路，該兩支路的兩端分別連接至變壓器Tl和MCU控制單兀。
4.如權(quán)利要求3所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述MCU控制單元對(duì)充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號(hào)，其用于控制MOS管Ql或MOS管Q2導(dǎo)通時(shí)間的長短。
5.如權(quán)利要求3所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述變壓器Tl至少一第二引腳向外延伸連接有繼電器K1，所述繼電器Kl可選擇性的連接至直流輸入接口或電阻R6。
6.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述電池分容柜的大電流充放電電路還包括電源轉(zhuǎn)換器U3，所述電源轉(zhuǎn)換器U3用于將220V市電轉(zhuǎn)換成MCU控制單元U2和電流采集芯片Ul的工作電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述電流檢測電路的兩端還并聯(lián)有電容C3。
8.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述充放電轉(zhuǎn)換電路的兩端還并聯(lián)有電容C4。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103904714SQ201210584607
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】李瑤 申請(qǐng)人:深圳市沃特瑪電池有限公司