一種蓄電池均衡充電裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種蓄電池均衡充電裝置，包括串聯(lián)蓄電池組、主控單元以及多個(gè)從控單元，主控單元包括電池管理的主控模塊，從控單元包括選通電路、電壓檢測(cè)模塊、高壓選通電路等，串聯(lián)蓄電池組中的各單體蓄電池和主控模塊之間分別連接有溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊和電源，串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測(cè)模塊連接有主控模塊，主控模塊同時(shí)與所述選通電路電連接，高壓選通電路通過DC/DC電路與低壓選通電路連接。本實(shí)用新型實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各單體蓄電池電壓，使高電壓電池及時(shí)給低電壓電池充電，防止了蓄電池的過充、過放現(xiàn)象，通過監(jiān)測(cè)蓄電池的溫度和電流，防止了蓄電池的超溫及過流現(xiàn)象，延長(zhǎng)了蓄電池組的循環(huán)使用壽命。
【專利說明】
一種蓄電池均衡充電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蓄電池均衡充電技術(shù)，尤其涉及一種蓄電池均衡充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的快速發(fā)展，蓄電池被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，比如通訊控制中心，數(shù)據(jù)交換處理中心、銀行金融系統(tǒng)、交通控制中心、政府機(jī)要部門、生產(chǎn)控制中心等重要部門與機(jī)構(gòu)。為了得到高功率、高電壓，必須將電池串并聯(lián)使用，由于制造工藝的水平限制，各個(gè)電池單體的參數(shù)不一致，導(dǎo)致了電池充放電性能的不一致。為了使得各個(gè)單體電池充放電的容量趨于一致，延長(zhǎng)電池組使用壽命，需要對(duì)蓄電池組進(jìn)行均衡充電控制。
[0003]目前常用的均衡充電方法主要有以下幾種:
[0004]I)在電池組的各單體電池上附加一個(gè)并聯(lián)均衡電路，以達(dá)到分流的作用。在這種模式下，當(dāng)某個(gè)電池首先達(dá)到滿充時(shí)，均衡裝置能阻止其過充并將多余的能量轉(zhuǎn)化成熱能，繼續(xù)對(duì)未充滿的電池充電。該方法簡(jiǎn)單，但會(huì)帶來能量的損耗，不適合快充系統(tǒng)。
[0005]2)在充電前對(duì)每個(gè)單體逐一通過同一負(fù)載放電至同一水平，然后再進(jìn)行恒流充電，以此保證各個(gè)單體之間較為準(zhǔn)確的均衡狀態(tài)。但對(duì)蓄電池組，由于個(gè)體間的物理差異，各單體深度放電后難以達(dá)到完全一致的理想效果。即使放電后達(dá)到同一效果，在充電過程中也會(huì)出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。
[0006]3)采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)蓄電池均衡充電，該方法雖然接線簡(jiǎn)單方便，但是系統(tǒng)可靠性較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型目的是為了延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，對(duì)于同規(guī)格、同型號(hào)的蓄電池來說，由于制造工藝的水平限制，電池單體的不一致問題是不可避免的；在電池組使用中，由于單體電池不一致問題，會(huì)不可避免的出現(xiàn)蓄電池的過充、過放、過流及超溫現(xiàn)象，對(duì)蓄電池組的性能造成了很大的影響。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能豐富，能有效延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
[0008]技術(shù)方案:本實(shí)用新型所述的一種蓄電池均衡充電裝置，包括串聯(lián)蓄電池組、主控單元以及多個(gè)從控單元，所述主控單元包括電池管理的主控模塊，所述從控單元包括選通電路、電壓檢測(cè)模塊、高壓選通電路、DC/DC電路、低壓選通電路、溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊、電源、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、上位機(jī)及狀態(tài)指示電路，所述串聯(lián)蓄電池組中的各單體蓄電池和主控模塊之間分別連接有溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊和電源，所述串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測(cè)模塊連接有主控模塊，所述主控模塊同時(shí)與所述選通電路電連接，所述高壓選通電路通過DC/DC電路與低壓選通電路連接，并與串聯(lián)蓄電池組構(gòu)成控制回路，所述主控模塊還分別連接有高壓選通電路和低壓選通電路，所述主控模塊還連接有狀態(tài)指示電路，所述主控模塊還通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)相連。
[0009]進(jìn)一步的，所述單體蓄電池采用鉛酸電池。
[0010]進(jìn)一步的，所述電壓檢測(cè)模塊采用一個(gè)，并通過選通電路來檢測(cè)各單體蓄電池的電壓。
[0011]進(jìn)一步的，所述低壓選通電路包括固態(tài)繼電器，所述固態(tài)繼電器中設(shè)有線圈，兩組常閉觸點(diǎn)，兩組常開觸點(diǎn)，所述線圈的一端接VCC，另一端接開關(guān)管VT，觸點(diǎn)分別連接有相互間隔的兩個(gè)蓄電池以及作為輸出端。
[0012]進(jìn)一步的，所述高壓選通電路采用低壓選通電路與光電隔離電路兩者的結(jié)合。
[0013]有益效果:本實(shí)用新型提供的一種蓄電池均衡充電裝置及充電控制方法，通過檢測(cè)電路找出單體電壓最高的電池和單體電壓最低的電池，高電壓電池通過高壓選通電路、DC/DC電路和低壓選通電路給低電壓電池充電。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能豐富，可靠性能高，能防止蓄電池出現(xiàn)過充、過放、過流及超溫現(xiàn)象，有效地延長(zhǎng)了蓄電池的循環(huán)使用壽命。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型低壓選通電路原理圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型高壓選通電路原理圖；
[0017]圖4為單體鉛酸蓄電池充電1-U曲線圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。本實(shí)用新型所述的一種蓄電池均衡充電裝置，包括串聯(lián)蓄電池組、主控單元以及多個(gè)從控單元，所述主控單元包括電池管理的主控模塊，所述從控單元包括選通電路、電壓檢測(cè)模塊、高壓選通電路、DC/DC電路、低壓選通電路、溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊、電源、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、上位機(jī)及狀態(tài)指示電路，所述串聯(lián)蓄電池組中的各單體蓄電池和主控模塊之間分別連接有溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊和電源，所述串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測(cè)模塊連接有主控模塊，所述主控模塊同時(shí)與所述選通電路電連接，所述高壓選通電路通過DC/DC電路與低壓選通電路連接，并與串聯(lián)蓄電池組構(gòu)成控制回路，所述主控模塊還分別連接有高壓選通電路和低壓選通電路，所述主控模塊還連接有狀態(tài)指示電路，所述主控模塊還通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)相連。
[0020]圖2為本實(shí)用新型低壓選通電路原理圖。固態(tài)繼電器7中包括線圈8，兩組常閉觸點(diǎn)1、2和4、5，兩組常開觸點(diǎn)2、3和5、6。線圈8—端接VCC，一端接開關(guān)管VT，2號(hào)端子接CELL(n)，5號(hào)端子接CELL(n-l)，3號(hào)端子和6號(hào)端子為輸出端。當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)找出電壓值最低的單體電池時(shí)，開關(guān)管VT導(dǎo)通，線圈8得電，兩組常開觸點(diǎn)2、3和5、6閉合，則選中低壓電池。
[0021]圖3為本實(shí)用新型高壓選通電路原理圖。在圖2的基礎(chǔ)上增加光電隔離電路，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)找出電壓值最高的單體電池時(shí)，開關(guān)管VT導(dǎo)通，選中高壓電池。
[0022]圖4為單體鉛酸蓄電池充電1-U曲線圖；圖4根據(jù)蓄電池出廠時(shí)的充電曲線繪制出的蓄電池充電過程的1-U曲線。蓄電池充電過程中根據(jù)1-U曲線選用多段充電方式，既能防止電池過溫，又能使電池的析氣率降低，延長(zhǎng)電池壽命。根據(jù)1-U曲線按照斜率差不大于0.1的規(guī)則分6段對(duì)蓄電池充電。當(dāng)蓄電池電壓為2.6V時(shí)，令其充電時(shí)間t=x。
[0023]第一段:U=2.0?2.2V,t=1.8x；
[0024]第二段:U=2.2?2.25V,t=1.6x；
[0025]第三段:U=2.25?2.3V,t=1.4x；
[0026]第四段:U=2.3?2.45V，t=1.2x；
[0027]第五段:1]=2.45?2.55￥，t=1.15x；
[0028]第六段:U=2.55?2.7V,t=1.05x；
[0029]圖5為本實(shí)用新型控制框圖。本實(shí)用新型控制系統(tǒng)采用單閉環(huán)控制，其中AD為給定值，給定值A(chǔ)D和反饋值U共同作用實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)充電時(shí)間，經(jīng)過DC/DC電路，進(jìn)而調(diào)節(jié)充電電流的大小。
[0030 ]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能豐富，可靠性能高，能防止蓄電池出現(xiàn)過充、過放、過流及超溫現(xiàn)象，有效地延長(zhǎng)了蓄電池的循環(huán)使用壽命。
[0031]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄電池均衡充電裝置，其特征在于:包括串聯(lián)蓄電池組、主控單元以及多個(gè)從控單元，所述主控單元包括電池管理的主控模塊，所述從控單元包括選通電路、電壓檢測(cè)模塊、高壓選通電路、DC/DC電路、低壓選通電路、溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊、電源、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、上位機(jī)及狀態(tài)指示電路，所述串聯(lián)蓄電池組中的各單體蓄電池和主控模塊之間分別連接有溫度檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊和電源，所述串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測(cè)模塊連接有主控模塊，所述主控模塊同時(shí)與所述選通電路電連接，所述高壓選通電路通過DC/DC電路與低壓選通電路連接，并與串聯(lián)蓄電池組構(gòu)成控制回路，所述主控模塊還分別連接有高壓選通電路和低壓選通電路，所述主控模塊還連接有狀態(tài)指示電路，所述主控模塊還通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池均衡充電裝置，其特征在于:所述單體蓄電池采用鉛酸電池。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池均衡充電裝置，其特征在于:所述電壓檢測(cè)模塊采用一個(gè)，并通過選通電路來檢測(cè)各單體蓄電池的電壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池均衡充電裝置，其特征在于:所述低壓選通電路包括固態(tài)繼電器，所述固態(tài)繼電器中設(shè)有線圈，兩組常閉觸點(diǎn)，兩組常開觸點(diǎn)，所述線圈的一端接VCC，另一端接開關(guān)管VT，觸點(diǎn)分別連接有相互間隔的兩個(gè)蓄電池以及作為輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄電池均衡充電裝置，其特征在于:所述高壓選通電路采用低壓選通電路與光電隔離電路兩者的結(jié)合。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK205544494SQ201620337613
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】馬文靜, 賁禮進(jìn), 陳繼勇
【申請(qǐng)人】江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院