具有充電均衡和保護(hù)功能的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種具有充電均衡和保護(hù)功能的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電裝置，包括整流電源、脈寬調(diào)制電路、逆變變壓器和脈沖充電回路，其逆變變壓器付邊線圈個(gè)數(shù)與電池組的單體電池個(gè)數(shù)相同，每個(gè)逆變變壓器付邊線圈通過(guò)一個(gè)功率開(kāi)關(guān)元件連接一個(gè)單體電池，每個(gè)單體電池連接一個(gè)充電控制保護(hù)器，充電控制保護(hù)器的輸出連接功率開(kāi)關(guān)元件的控制極；充電控制保護(hù)器包括一個(gè)雙限比較器和一個(gè)R-S觸發(fā)器，雙限比較器的控制端Uin連接單體電池的正極，雙限比較器的第一比較端c連接V0，V0單體電池的電壓低于V0時(shí)說(shuō)明蓄電池已有故障，雙限比較器的第二比較端d連接V1，V1為單體電池的充電上限值，雙限比較器的輸出端U0連接R-S觸發(fā)器的一個(gè)輸入端，R-S觸發(fā)器對(duì)應(yīng)的輸出端連接功率開(kāi)關(guān)元件的控制極。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
具有充電均衡和保護(hù)功能的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有充電均衡和保護(hù)功能的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電裝置，是對(duì)串聯(lián)蓄電池組充電過(guò)程進(jìn)行均衡和保護(hù)的裝置。屬于電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源汽車(chē)特別是電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，蓄電池充電技術(shù)要求越來(lái)越高，串聯(lián)蓄電池組由兩個(gè)以上的單體電池組成，充電機(jī)一般采用單一電源對(duì)整組電池進(jìn)行充電，充電結(jié)束的判斷依據(jù)為整組蓄電池的總電壓達(dá)到預(yù)定值。由于各單體的容量不一致，在總體充電電壓達(dá)到預(yù)定值前，有的電池提前充滿后，仍會(huì)有充電電流流過(guò)，從而發(fā)生過(guò)充現(xiàn)象，過(guò)充對(duì)蓄電池造成的危害是不可挽回的，影響其性能和使用壽命。當(dāng)整體充電電壓達(dá)到預(yù)定值后，由于部分單體電池過(guò)充導(dǎo)致電壓升高，從而使容量大的電池充電電壓較低，整體充電雖然結(jié)束但部分單體電池仍未充滿，單體電池欠充的情況也會(huì)影響電池組的性能。所以在串聯(lián)蓄電池組充電過(guò)程中，需要合適的裝置使所有單體電池達(dá)到較合適的充電狀態(tài)，以使整組電池的使用性能得到優(yōu)化。
[0003]現(xiàn)有的一種均衡充電技術(shù)，主充電機(jī)給整組電池充電時(shí)，每一單體電池上并聯(lián)一個(gè)可控的能量旁路泄放裝置，當(dāng)任一單體電池達(dá)到預(yù)定電壓后，多余的充電電流被旁路裝置泄放，所泄放的能量轉(zhuǎn)換為熱量散發(fā)到外部環(huán)境中，一定程度上保證單體電池的電壓不超過(guò)設(shè)定范圍，從而使每一單體電池達(dá)到良好的充電狀態(tài)。這種技術(shù)在能量利用率方面很差，當(dāng)單體電池?cái)?shù)量較多，電池容量較大時(shí)，總體的發(fā)熱量是一個(gè)可觀的數(shù)值，由于受到散熱條件的限制，電阻耗能裝置的熱功率不能做的太大，旁路分流的容量相對(duì)較小，不適用于大容量的電池組。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有充電均衡和保護(hù)功能的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電裝置，達(dá)到較好的均衡效果，并且能有效保護(hù)每個(gè)蓄電池不過(guò)充。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型具有充電均衡和保護(hù)功能的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電裝置包括整流電源、脈寬調(diào)制電路、逆變變壓器和脈沖充電回路，其逆變變壓器付邊線圈個(gè)數(shù)與電池組的單體電池個(gè)數(shù)相同，每個(gè)逆變變壓器付邊線圈通過(guò)一個(gè)功率開(kāi)關(guān)元件連接一個(gè)單體電池，每個(gè)單體電池連接一個(gè)充電控制保護(hù)器，充電控制保護(hù)器的輸出連接功率開(kāi)關(guān)元件的控制極;充電控制保護(hù)器包括一個(gè)雙限比較器和一個(gè)R-S觸發(fā)器，雙限比較器的控制端Uin連接單體電池的正極，雙限比較器的第一比較端c連接V0，V0單體電池的電壓低于VO時(shí)說(shuō)明蓄電池已有故障，雙限比較器的第二比較端d連接Vl，V1為單體電池的充電上限值，雙限比較器的輸出端UO連接R-S觸發(fā)器的一個(gè)輸入端，R-S觸發(fā)器對(duì)應(yīng)的輸出端連接功率開(kāi)關(guān)元件的控制極。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型為各單體電池單獨(dú)配置的充電控制保護(hù)器，達(dá)到較好的均衡效果。本電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，具有更高的能量轉(zhuǎn)換傳遞效率，更小的空間需求，減小了能量損失，同時(shí)由于減小了發(fā)熱。本裝置可以提高功率密度和處理容量，可以在線處理更大容量的電池組，當(dāng)整組電池內(nèi)各單體容量差別較大時(shí)，本裝置不僅能有效地發(fā)揮平衡功能，而且可以滿足客戶夜晚用充電粧充電的方便性，不用擔(dān)心過(guò)充，特別是個(gè)體蓄電池的過(guò)充，過(guò)充對(duì)蓄電池造成的危害是不可挽回的。本實(shí)用新型可以在線處理更大容量的電池組，當(dāng)整組電池內(nèi)各單體容量差別較大時(shí)，本裝置能有效地作到每一個(gè)單體蓄電池充滿即斷電，更好地適應(yīng)單體蓄電池的各異性。對(duì)于電池組中有單體蓄電池的電壓低于VO時(shí)，說(shuō)明蓄電池已有故障，不能充電時(shí)，本裝置不會(huì)因繼續(xù)充電，而造成電池爆炸等嚴(yán)重后果。本實(shí)用新型的對(duì)于當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展具有重大意義。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖。
[0008]圖2是本實(shí)用新型的充電控制保護(hù)器電原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖:本實(shí)用新型包括整流電源Ml，脈寬調(diào)制電路包括PffM電流和高頻功率元件Q，高頻功率元件Q連接在逆變變壓器T原邊，脈沖充電回路包括逆變變壓器T付邊η個(gè)線圈T1、Τ2…Tn，η是電池組的單體電池B的個(gè)數(shù):B1、Β2…Bn，每個(gè)逆變變壓器付邊線圈通過(guò)一個(gè)功率開(kāi)關(guān)元件:Ql、Q2、...Qn連接一個(gè)單體電池:B1、B2...&!，每個(gè)單體電池連接一個(gè)充電控制保護(hù)器(1、2…η)，每個(gè)充電控制保護(hù)器的輸出連接對(duì)應(yīng)的功率開(kāi)關(guān)元件的控制極。
[0010]圖2是本實(shí)用新型的充電控制保護(hù)器電原理圖:充電控制保護(hù)器包括一個(gè)雙限比較器N和一個(gè)R-S觸發(fā)器，雙限比較器N的控制端Uin連接單體電池的正極，雙限比較器N的第一比較端c連接VO，VO值的確定是:單體電池的電壓低于VO時(shí)說(shuō)明蓄電池已有故障，不能充電，雙限比較器的第二比較端d連接Vl，V1為單體電池的充電上限值，雙限比較器的輸出端UO連接R-S觸發(fā)器的一個(gè)輸入端，R-S觸發(fā)器對(duì)應(yīng)的輸出端連接功率開(kāi)關(guān)元件的控制極。
[0011]當(dāng)充電裝置接電后，通過(guò)整流電源Ml整流，由脈寬調(diào)制電路控制逆變變壓器T原邊線圈波形，其目的是根據(jù)快速充電對(duì)脈沖的要求，經(jīng)過(guò)一個(gè)逆變變壓器解決調(diào)整輸出脈沖頻率、輸出電壓等問(wèn)題。每個(gè)逆變變壓器付邊線圈作為單體電池充電輸出，每個(gè)逆變變壓器付邊線圈通過(guò)一個(gè)功率開(kāi)關(guān)元件作為開(kāi)關(guān)。當(dāng)單體電池V0〈Uin〈Vl時(shí)，雙限比較器的輸出端UO為高電位，R-S觸發(fā)器啟動(dòng)，觸發(fā)功率開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通，逆變變壓器付邊對(duì)電池充電；當(dāng)單體電池Uin不在門(mén)限范圍時(shí)，即當(dāng)單體電池Uin大于上限值Vl或小于VO時(shí)，雙限比較器的輸出端UO為O，R-S觸發(fā)器使功率開(kāi)關(guān)元件關(guān)閉，逆變變壓器付邊對(duì)電池?cái)嚯姟?br>[0012]本實(shí)用新型使用時(shí)，主體充電設(shè)備仍采用傳統(tǒng)方法，對(duì)一組電池配備一個(gè)充電機(jī)，此充電機(jī)的正負(fù)端連接到電池組的正負(fù)端。本實(shí)用新型的串聯(lián)蓄電池組充電均衡裝置是增加的裝置，即為每一個(gè)單體電池并聯(lián)配備一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置，將在充電過(guò)程中，當(dāng)任一單體電池缺電，該電池都可以充電，任一單體電池充滿后，都可以單獨(dú)斷電。同時(shí)也避免了這樣的情況:常規(guī)充電設(shè)備對(duì)電池組進(jìn)行充電時(shí)，部分單體提前充滿，相應(yīng)端電壓升高，使總的充電電壓升高，總電壓達(dá)到設(shè)定的最高電壓后，仍有部分單體未達(dá)到充滿電壓。
[0013]本裝置避免了操作過(guò)程的繁瑣，本裝置電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，具有更高的能量轉(zhuǎn)換傳遞效率，更小的空間需求，減小了能量損失，同時(shí)由于減小了發(fā)熱，本裝置可以提高功率密度和處理容量，可以在線處理更大容量的電池組，當(dāng)整組電池內(nèi)各單體容量差別較大時(shí)，本裝置仍能有效地發(fā)揮充電均衡和保護(hù)功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有充電均衡和保護(hù)功能的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池組充電裝置，包括整流電源、脈寬調(diào)制電路、逆變變壓器和脈沖充電回路，其特征在于:逆變變壓器付邊線圈個(gè)數(shù)與電池組的單體電池個(gè)數(shù)相同，每個(gè)逆變變壓器付邊線圈通過(guò)一個(gè)功率開(kāi)關(guān)元件連接一個(gè)單體電池，每個(gè)單體電池連接一個(gè)充電控制保護(hù)器，充電控制保護(hù)器的輸出連接功率開(kāi)關(guān)元件的控制極；充電控制保護(hù)器包括一個(gè)雙限比較器和一個(gè)R-S觸發(fā)器，雙限比較器的控制端Uin連接單體電池的正極，雙限比較器的第一比較端c連接VO，VO單體電池的電壓低于VO時(shí)說(shuō)明蓄電池已有故障，雙限比較器的第二比較端d連接Vl，V1為單體電池的充電上限值，雙限比較器的輸出端UO連接R-S觸發(fā)器的一個(gè)輸入端，R-S觸發(fā)器對(duì)應(yīng)的輸出端連接功率開(kāi)關(guān)元件的控制極。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205453179SQ201521110675
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日
【發(fā)明人】黃濤, 劉鵬
【申請(qǐng)人】武漢華源既濟(jì)電力設(shè)備工程有限公司