本實(shí)用新型涉及充電裝置領(lǐng)域,尤其涉及一種串聯(lián)電池的平衡充電裝置。
背景技術(shù):
工業(yè)無人機(jī)的動(dòng)力能源一般由鋰聚合物電池提供,這種電池的應(yīng)用特征是:為了給設(shè)備提供足夠的電壓,鋰電池組通常由多節(jié)鋰電芯串聯(lián)而成;放電電流非常大,會(huì)達(dá)到25倍的放電倍率。由于這兩個(gè)條件,以及電池工藝控制檢測手段的不完善和鋰電池鋰離子本身的化學(xué)屬性變化,鋰離子電池之間容易產(chǎn)生差異,因此每次實(shí)行飛行任務(wù)都會(huì)導(dǎo)致鋰電池的各節(jié)電池容量不平衡。為此,我們需要對電容量失配的電池組進(jìn)行均衡,現(xiàn)有技術(shù)的均衡手段是通過“分流”需要均衡的電池(電壓最高的電池)電流來實(shí)現(xiàn)的?!胺至鳌本饪刂齐娐返乃悸肥牵簡误w電池電壓與平均單體電池電壓或者限制的電壓相比較,控制電路將電池電壓高于平均電壓的單體電池分流。因此,所有單體電池電壓在均衡控制電路的作用下趨向平均電池電壓。這種均衡通常是將一個(gè)功率晶體管和限流電阻串聯(lián)后作為分流電路,電池組中的每個(gè)電池并聯(lián)一分流電路來控制均衡過程。在充電過程中導(dǎo)通功率晶體管,將該電池的電流部分分流,從而使它的充電速度比其它電池慢,從而在充電模式下對電池進(jìn)行均衡。但這種方案的主要問題是:
1、降低電池充電效率,降低設(shè)備使用壽命;
2、電池充電時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重;
3、平衡能力有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中以分流手段解決電池容量不平衡會(huì)降低電池充電效率導(dǎo)致電池嚴(yán)重發(fā)熱并且平衡能力有限的問題,本實(shí)用新型提供一種串聯(lián)電池的平衡充電裝置。
本實(shí)用新型提出的串聯(lián)電池的平衡充電裝置包括:多個(gè)串聯(lián)的充電電池,每一充電電池通過一隔離充電模塊與供電母線連接,所述隔離充電模塊包括:控制電路、采樣反饋電路和充電模塊,所述控制電路與充電模塊之間設(shè)有一變壓器,所述變壓器原邊線圈與隔離控制電路相連,所述變壓器副邊線圈與充電模塊相連,所述采樣反饋電路采集副邊線圈上的電壓信號,并將該電壓信號反饋給控制電路。
本實(shí)用新型對每個(gè)串聯(lián)的充電電池均設(shè)置一隔離充電模塊,通過隔離充電模塊直接將充電電池與供電母線相連,實(shí)現(xiàn)對每節(jié)電池的隔離獨(dú)立充電,即每一塊充電電池的充電電流值都可以不相同,充電結(jié)束后均為飽和電壓,全部實(shí)現(xiàn)平衡。而且因?yàn)榭刂齐娐泛统潆娔K之間設(shè)置了變壓器,可以避免串聯(lián)電池組之間的影響,使本實(shí)用新型的平衡能力更強(qiáng),無論電池在充電前電量有多大的差異,充飽后都可達(dá)到平衡狀態(tài)。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的原理框圖;
圖2為圖1隔離充電模塊的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行說明。
如圖1所示,本實(shí)用新型一實(shí)施例:三階串聯(lián)電池的平衡充電裝置包括:三塊串聯(lián)的充電電池,每一塊充電電池與供電母線之間連接一隔離充電模塊。
如圖2所示,隔離充電模塊包括:控制電路、采樣反饋電路、充電模塊和變壓器,變壓器原邊線圈與隔離控制電路相連,變壓器副邊線圈與充電模塊相連,采樣反饋電路采集副邊線圈上的電壓信號后將該電壓信號反饋給控制電路。充電模塊的作用是為與之相連的單節(jié)電池進(jìn)行充電;采樣反饋電路的作用是檢測單節(jié)電池的電壓,并傳輸?shù)娇刂齐娐?;控制電路的作用是比較電壓實(shí)測值與電壓飽和值,進(jìn)而控制變壓器原邊線圈端的輸入電壓;變壓器作用是使不同的充電電池相互隔離,在各自需要的電流下進(jìn)行充電。
當(dāng)三階串聯(lián)電池的平衡充電裝置進(jìn)行充電時(shí),因?yàn)槊恳粔K充電電池與供電母線之間均連接一設(shè)有隔離變壓器的充電模塊,因此雖然充電電池之間串聯(lián),但在充電過程中,充電電流并不相同。開始充電時(shí),各節(jié)充電電池的電容量并不均衡,每一隔離充電模塊的采樣反饋電路收集相應(yīng)充電電池的電容量狀態(tài),向控制電路發(fā)送充電電池的電容量狀態(tài)信息,使得控制電路對充電電流進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,因此,不同狀態(tài)的電池充電電流也不相同。調(diào)整后的充電電流經(jīng)過變壓器原邊線圈,在變壓器副邊線圈感應(yīng)出相應(yīng)大小的電流并傳輸?shù)匠潆娔K,從而對每節(jié)電池進(jìn)行隔離獨(dú)立充電,充電結(jié)束后都為飽和電壓,全部實(shí)現(xiàn)平衡。而且因?yàn)榭刂齐娐泛统潆娔K之間設(shè)置了隔離變壓器,可以避免串聯(lián)電池組之間的影響,使本實(shí)用新型的平衡能力更強(qiáng),無論電池在充電前電量有多大的差異,充飽后都可達(dá)到平衡狀態(tài)。
以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理,而不能以任何方式解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。基于此處的解釋,本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式,這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。