電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及電池充電技術(shù)，特別是一種電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置。它包括智能檢測(cè)與控制單元，該智能檢測(cè)與控制單元是由控制芯片分別連接電壓檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元及控制開(kāi)關(guān)構(gòu)成，所述的控制開(kāi)關(guān)通過(guò)防反接并充串放電路連接電瓶，所述的電瓶還與電壓檢測(cè)單元連接，電壓檢測(cè)單元及防反接并充串放電路分別連接外部直流充電電源。本實(shí)用新型能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)并行充電和串行放電，以延長(zhǎng)電動(dòng)車(chē)電瓶壽命，能保護(hù)未及時(shí)添加蓄電液的電瓶以便及時(shí)修復(fù)，并能防止外部直流充電電源的反接或短路帶來(lái)的系統(tǒng)損壞。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，易于推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及電池充電技術(shù)，特別是一種電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電動(dòng)車(chē)電源大多是由多個(gè)電瓶串聯(lián)組成的直流電源，常規(guī)充電方法是將電瓶逐一串聯(lián)同時(shí)充電，電量充滿(mǎn)判斷方法是總電壓判斷法，即當(dāng)電動(dòng)車(chē)電瓶組的總電壓達(dá)到充電上限值就停止充電。由于目前技術(shù)無(wú)法做到各電瓶自身內(nèi)阻完全一致，電瓶在長(zhǎng)期充放電使用過(guò)程中這種內(nèi)阻差異會(huì)被擴(kuò)大，然而流經(jīng)各電瓶的電流在串聯(lián)充電情況下是相同的，這樣，在內(nèi)阻大的電瓶上分到的電壓就高，在內(nèi)阻小的電瓶上分到的電壓就低，造成內(nèi)阻小的電瓶充電不足而內(nèi)阻大的電瓶過(guò)充的現(xiàn)象，長(zhǎng)期充電不足和過(guò)充電都會(huì)縮短電瓶壽命。而且串聯(lián)充電還會(huì)存在另一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)串聯(lián)電路中的某塊電瓶出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)影響其它幾塊電瓶的正常充電和工作。因電動(dòng)車(chē)電機(jī)要在高電壓低電流的狀態(tài)下才能高效運(yùn)轉(zhuǎn)，若電瓶完全采用并聯(lián)連接進(jìn)行充放電，又無(wú)法為電動(dòng)車(chē)電機(jī)提供所需的高電壓。此外，現(xiàn)有的電動(dòng)車(chē)電瓶充電時(shí)，沒(méi)有溫度檢測(cè)模塊，如果電瓶老化失水而沒(méi)有及時(shí)添加蓄電液，繼續(xù)充電會(huì)導(dǎo)致電瓶熱失控造成電瓶變形的永久性損壞。
[0003]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN1271199A公開(kāi)了一種電動(dòng)車(chē)充電器，包括控制模塊、蓄電池，控制模塊和高頻變換器初級(jí)分別與交流電源相連，高頻變換器次級(jí)分別與兩個(gè)二極管的正極相連，二級(jí)管的負(fù)極與蓄電池的正極及控制模塊相連，能實(shí)現(xiàn)蓄電池的并行充電和串行放電，但該專(zhuān)利電源的接入檢測(cè)依賴(lài)于高頻變換器，無(wú)法使用其它通用12V電瓶充電器，且沒(méi)有為每塊電瓶設(shè)置防反充電路，如果使用其它通用12V電瓶充電器且正負(fù)接反將燒毀電路。此外，該專(zhuān)利也不能對(duì)老化失水而沒(méi)有及時(shí)添加蓄電液的電瓶進(jìn)行充電保護(hù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下途徑實(shí)現(xiàn)的:一種電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置，它包括智能檢測(cè)與控制單元，該智能檢測(cè)與控制單元是由控制芯片分別連接電壓檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元及控制開(kāi)關(guān)構(gòu)成，所述的控制開(kāi)關(guān)包含單刀單擲的控制開(kāi)關(guān)SWO和單刀雙擲的控制開(kāi)關(guān)SWn，控制開(kāi)關(guān)SWn通過(guò)防反接并充串放電路連接電瓶，所述的電瓶還與電壓檢測(cè)單元連接，電壓檢測(cè)單元及防反接并充串放電路分別連接外部直流充電電源。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的防反接并充串放電路包括二極管Dn，所述二極管Dn正極端通過(guò)受控于智能檢測(cè)與控制單元的開(kāi)關(guān)SWO與外部直流充電電源正極連接；所述二極管Dn負(fù)極端與電瓶正極連接，同時(shí)與前級(jí)防反接并充串放電路中的開(kāi)關(guān)SWn的B端連接；所述電瓶負(fù)極端與開(kāi)關(guān)SWn公共端連接；所述開(kāi)關(guān)SWn的A端與外部直流充電電源負(fù)極連接，B端與后一級(jí)防反接并充串放電路中的電瓶正極連接；所述開(kāi)關(guān)SWn接通A端或B端由智能檢測(cè)與控制單元控制。[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的電瓶為多個(gè)電瓶串聯(lián)組成的電瓶組，每個(gè)單獨(dú)的電瓶對(duì)應(yīng)連接一防反接并充串放電路，多個(gè)防反接并充串放電路與外部直流充電電源并聯(lián)。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的控制芯片為單片機(jī)或ARM或FPGA。
[0009]本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果在于:
[0010]1.針對(duì)目前電動(dòng)車(chē)電瓶串行充電可能導(dǎo)致的個(gè)別電瓶充電不足或過(guò)充，降低整個(gè)電瓶組壽命的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置。當(dāng)外部直流充電電源接入時(shí)，防反接并充串放電路通過(guò)智能檢測(cè)與控制單元使內(nèi)部控制電路進(jìn)入“并行充電狀態(tài)”，自動(dòng)與多只12V電瓶并行連接充電，相當(dāng)于電動(dòng)車(chē)電瓶組中各電瓶獨(dú)立充電，均可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完全充滿(mǎn)，并且不會(huì)過(guò)充電；在外部直流充電電源移除時(shí)，防反接并充串放電路通過(guò)智能檢測(cè)與控制單元使內(nèi)部控制電路進(jìn)入“串行放電狀態(tài)”，將多只12V電瓶串行連接到電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，又能串行放電提供電機(jī)所需的高電壓，同時(shí)斷開(kāi)電瓶與外部充電接口的連接。
[0011]2.智能檢測(cè)與控制單元內(nèi)的溫度檢測(cè)單元可實(shí)時(shí)檢測(cè)電瓶箱內(nèi)溫度，當(dāng)某一只或幾只電瓶因老化失水而沒(méi)有及時(shí)添加蓄電液，在充電過(guò)程中，電瓶溫度升高到設(shè)定的異常值時(shí)，智能檢測(cè)與控制單元內(nèi)的智能控制核心根據(jù)溫度檢測(cè)單元提供的信息，會(huì)斷開(kāi)充電控制開(kāi)關(guān)，從而保護(hù)電瓶不會(huì)因高溫變形造成永久性損壞。
[0012]3.防反接并充串放電路同時(shí)還具有不怕直流充電電源正負(fù)極反接的能力，即使反接也不會(huì)損壞電路和電動(dòng)車(chē)系統(tǒng)，此時(shí)只要改為正常連接即正常充電。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0014]圖1為本實(shí)用新型電路方框結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型充電狀態(tài)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型放電狀態(tài)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中，智能檢測(cè)與控制單元1、控制芯片2、溫度檢測(cè)單元3、控制開(kāi)關(guān)4、單刀單擲控制開(kāi)關(guān)SW04a、單刀雙擲控制開(kāi)關(guān)SWn4b、電壓檢測(cè)單元5、外部直流充電電源6、防反接并充串放電路7、電瓶8。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置提供一種能保護(hù)電瓶及電路、提高電瓶壽命的裝置，其內(nèi)部智能檢測(cè)與控制單元通過(guò)控制開(kāi)關(guān)與外部直流充電電源連接，防反接并充串放電路通過(guò)控制開(kāi)關(guān)與電動(dòng)車(chē)電瓶連接，控制開(kāi)關(guān)又被智能檢測(cè)與控制單元所控制；在外部直流充電電源接入時(shí)，防反接并充串放電路通過(guò)智能檢測(cè)與控制單元使內(nèi)部控制電路進(jìn)入“并行充電狀態(tài)”，自動(dòng)與多只12V電瓶并行連接充電；在外部直流充電電源移除時(shí)，防反接并充串放電路通過(guò)智能檢測(cè)與控制單元使內(nèi)部控制電路進(jìn)入“串行放電狀態(tài)”，自動(dòng)將多只12V電瓶串行連接到電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)斷開(kāi)電瓶組與外部充電接口的連接，防止因外部導(dǎo)電物體接觸充電接口造成的電瓶短路。從而克服現(xiàn)有電動(dòng)車(chē)電瓶串聯(lián)充電時(shí)各電瓶單體可能充電不足或過(guò)充的問(wèn)題，又能串行放電提供電機(jī)所需的高電壓。智能檢測(cè)與控制單元內(nèi)的溫度檢測(cè)模塊，能檢測(cè)充電中電瓶的溫度，當(dāng)溫度超出設(shè)定值時(shí)，智能檢測(cè)與控制單元斷開(kāi)充電控制開(kāi)關(guān)，可保護(hù)因老化失水而沒(méi)有及時(shí)添加蓄電液的電瓶，不會(huì)導(dǎo)致高溫變形造成的永久性損壞。
[0019]如圖1所示，一種電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置，它包括智能檢測(cè)與控制單元1，該智能檢測(cè)與控制單元I是由控制芯片2分別連接電壓檢測(cè)單元5、溫度檢測(cè)單元3及控制開(kāi)關(guān)3構(gòu)成，所述的控制芯片2為單片機(jī)或ARM或FPGA。所述的控制開(kāi)關(guān)4包含單刀單擲的控制開(kāi)關(guān)SW04a和單刀雙擲的控制開(kāi)關(guān)SWn4b，控制開(kāi)關(guān)SWn4b通過(guò)防反接并充串放電路7連接電瓶8，所述的電瓶8還與電壓檢測(cè)單元5連接，電壓檢測(cè)單元5及防反接并充串放電路7分別連接外部直流充電電源6。
[0020]如圖2、圖3所示,所述的防反接并充串放電路7,包括二極管Dn,所述二極管Dn正極端通過(guò)受控于智能檢測(cè)與控制單元I的開(kāi)關(guān)SW04a與外部直流充電電源正極連接；所述二極管Dn負(fù)極端與電瓶正極連接，同時(shí)與前級(jí)防反接并充串放電路中的開(kāi)關(guān)SWn4b的B端連接；所述電瓶負(fù)極端與開(kāi)關(guān)SWn4b公共端連接；所述開(kāi)關(guān)SWn4b的A端與外部直流充電電源負(fù)極連接，B端與后一級(jí)防反接并充串放電路7中的電瓶正極連接；所述開(kāi)關(guān)SWn4b接通A端或B端由智能檢測(cè)與控制單元I控制。
[0021]所述的電瓶8為多個(gè)電瓶串聯(lián)組成的電瓶組，每個(gè)單獨(dú)的電瓶8對(duì)應(yīng)連接一防反接并充串放電路7，多個(gè)防反接并充串放電路7與外部直流充電電源6并聯(lián)。電壓檢測(cè)單元5也并行地連接到外部直流充電電源6 ;但溫度檢測(cè)單元3在電氣上不與電瓶8及其防反接并充串放電路7連接，物理上存在于電瓶盒內(nèi)，電氣上與智能檢測(cè)與控制單元I連接，提供溫度信息以便在超溫時(shí)通過(guò)SW04a切斷充電電路。
[0022]電壓檢測(cè)單元5從外部12V直流充電電源線上檢測(cè)電壓來(lái)判斷是否接入了外部充電電源，優(yōu)選的方案為采用電壓比較器。外部12V直流充電電源線可能有兩種狀態(tài):當(dāng)外部充電電源接入時(shí)有大于12V的電壓，外部充電電源移除時(shí)無(wú)電壓。
[0023]防反接并充串放電路根據(jù)電壓檢測(cè)單元提供的信號(hào)切換控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)，優(yōu)選的方案為采用大功率場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)器件。本實(shí)施例中的防反接并充串放電路包括:進(jìn)行“并充”和“串放”狀態(tài)切換的控制開(kāi)關(guān)器件和防反接器件，所述控制開(kāi)關(guān)器件與智能檢測(cè)與控制單元連接并受控于電壓檢測(cè)單元輸出信號(hào)。
[0024]本實(shí)用新型的工作原理為:當(dāng)外部直流充電電源接入時(shí)，如果電源正負(fù)極連接不正確，則防反接器件Dn會(huì)阻止電流通過(guò)，防止損壞防反接并充串放電路本身或電動(dòng)車(chē)上的電路。如果電源正負(fù)極連接正確，電壓檢測(cè)單元能檢測(cè)到外部直流充電電源的接入并控制各級(jí)并充串放控制電路中的開(kāi)關(guān)SWn斷開(kāi)與下一級(jí)電瓶正極的連接并連接到外部直流充電電源負(fù)極，如圖2所示，并充串放控制電路即進(jìn)入“并充”狀態(tài)，各電瓶都以并聯(lián)的形式接到外部直流充電電源充電，充滿(mǎn)后即進(jìn)入浮充狀態(tài)直至外部直流充電電源移除，充電時(shí)電動(dòng)車(chē)不能使用。當(dāng)外部直流充電電源移除后，電壓檢測(cè)單元檢測(cè)不到外部直流充電電源的接入，則控制各級(jí)并充串放控制電路中的開(kāi)關(guān)SWn立即斷開(kāi)與外部直流充電電源負(fù)極的連接并自動(dòng)與下一級(jí)電瓶正極連接，如圖3所示，并充串放控制電路即進(jìn)入“串放”狀態(tài)，各電瓶以串聯(lián)形式連接到電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，移除外部直流充電電源后即可使用電動(dòng)車(chē)，直至有外部直流充電電源接入，則進(jìn)入下一充電循環(huán)。
[0025]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置，其特征在于:它包括智能檢測(cè)與控制單元(1)，該智能檢測(cè)與控制單元(I)是由控制芯片(2)分別連接電壓檢測(cè)單元(5)、溫度檢測(cè)單元(3)及控制開(kāi)關(guān)(4)構(gòu)成，所述的控制開(kāi)關(guān)(4)包含單刀單擲的控制開(kāi)關(guān)SWO (4a)和單刀雙擲的控制開(kāi)關(guān)SWn (4b)，控制開(kāi)關(guān)SWn (4b)通過(guò)防反接并充串放電路(7)連接電瓶(8)，所述的電瓶(8)還與電壓檢測(cè)單元(5)連接，電壓檢測(cè)單元(5)及防反接并充串放電路(7)分別連接外部直流充電電源(6 )。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置，其特征在于:所述的防反接并充串放電路(7)包括二極管Dn ;所述二極管Dn正極端通過(guò)受控于智能檢測(cè)與控制單元(I)的開(kāi)關(guān)SWO (4a)與外部直流充電電源(6)正極連接；所述二極管Dn負(fù)極端與電瓶正極連接，同時(shí)與前級(jí)防反接并充串放電路(7)中的開(kāi)關(guān)SWn (4b)的B端連接；所述電瓶(8)負(fù)極端與開(kāi)關(guān)SWn (4b)公共端連接；所述開(kāi)關(guān)SWn (4b)的A端與外部直流充電電源(6)負(fù)極連接，B端與后一級(jí)防反接并充串放電路(7)中的電瓶正極連接；所述開(kāi)關(guān)SWn (4b)接通A端或B端由智能檢測(cè)與控制單元(I)控制。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置，其特征在于:所述的電瓶(8)為多個(gè)電瓶串聯(lián)組成的電瓶組，每個(gè)單獨(dú)的電瓶(8 )對(duì)應(yīng)連接一防反接并充串放電路(7 )，多個(gè)防反接并充串放電路(7)與外部直流充電電源(6)并聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)電瓶智能充電控制裝置，其特征在于:所述的控制芯片(2)為單片機(jī)或ARM或FPGA。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203813493SQ201420236752
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月10日
【發(fā)明者】梅斌, 張飛, 李永旭, 譚海文, 慶偉, 孫智斌, 羅雨龍 申請(qǐng)人:梅斌