一種蓄電池均衡充電裝置的制造方法
【專利摘要】本實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模塊、電流檢測模塊和電源，串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測模塊連接有主控模塊，主控模塊同時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。本實用新型實時監(jiān)測各單體蓄電池電壓，使高電壓電池及時給低電壓電池充電，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
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種蓄電池均衡充電技術，尤其涉及一種蓄電池均衡充電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科技的快速發(fā)展，蓄電池被廣泛的應用于工業(yè)生產和人們生活的各個領域，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、政府機要部門、生產控制中心等重要部門與機構。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，各個電池單體的參數(shù)不一致，導致了電池充放電性能的不一致。為了使得各個單體電池充放電的容量趨于一致，延長電池組使用壽命，需要對蓄電池組進行均衡充電控制。
[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并聯(lián)均衡電路，以達到分流的作用。在這種模式下，當某個電池首先達到滿充時，均衡裝置能阻止其過充并將多余的能量轉化成熱能，繼續(xù)對未充滿的電池充電。該方法簡單，但會帶來能量的損耗，不適合快充系統(tǒng)。
[0005]2)在充電前對每個單體逐一通過同一負載放電至同一水平，然后再進行恒流充電，以此保證各個單體之間較為準確的均衡狀態(tài)。但對蓄電池組，由于個體間的物理差異，各單體深度放電后難以達到完全一致的理想效果。即使放電后達到同一效果，在充電過程中也會出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。
[0006]3)采用ZigBee無線網絡對蓄電池均衡充電，該方法雖然接線簡單方便，但是系統(tǒng)可靠性較差。
【實用新型內容】
[0007]實用新型目的:本實用新型目的是為了延長蓄電池的使用壽命，對于同規(guī)格、同型號的蓄電池來說，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，對蓄電池組的性能造成了很大的影響。本實用新型結構簡單，功能豐富，能有效延長蓄電池的使用壽命。
[0008]技術方案:本實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、電壓檢測模塊、高壓選通電路、DC/DC電路、低壓選通電路、溫度檢測模塊、電流檢測模塊、電源、數(shù)據(jù)轉換電路、上位機及狀態(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模塊、電流檢測模塊和電源，所述串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測模塊連接有主控模塊，所述主控模塊同時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)轉換電路與上位機相連。
[0009]進一步的，所述單體蓄電池采用鉛酸電池。
[0010]進一步的，所述電壓檢測模塊采用一個，并通過選通電路來檢測各單體蓄電池的電壓。
[0011]進一步的，所述低壓選通電路包括固態(tài)繼電器，所述固態(tài)繼電器中設有線圈，兩組常閉觸點，兩組常開觸點，所述線圈的一端接VCC，另一端接開關管VT，觸點分別連接有相互間隔的兩個蓄電池以及作為輸出端。
[0012]進一步的，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合。
[0013]有益效果:本實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。該裝置結構簡單，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，有效地延長了蓄電池的循環(huán)使用壽命。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結構框圖；
[0015]圖2為本實用新型低壓選通電路原理圖；
[0016]圖3為本實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為本實用新型控制框圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1為本實用新型的結構框圖。本實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、電壓檢測模塊、高壓選通電路、DC/DC電路、低壓選通電路、溫度檢測模塊、電流檢測模塊、電源、數(shù)據(jù)轉換電路、上位機及狀態(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模塊、電流檢測模塊和電源，所述串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測模塊連接有主控模塊，所述主控模塊同時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)轉換電路與上位機相連。
[0020]圖2為本實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1、2和4、5，兩組常開觸點2、3和5、6。線圈8—端接VCC，一端接開關管VT，2號端子接CELL(n)，5號端子接CELL(n-l)，3號端子和6號端子為輸出端。當檢測電路檢測找出電壓值最低的單體電池時，開關管VT導通，線圈8得電，兩組常開觸點2、3和5、6閉合，則選中低壓電池。
[0021]圖3為本實用新型高壓選通電路原理圖。在圖2的基礎上增加光電隔離電路，當檢測電路檢測找出電壓值最高的單體電池時，開關管VT導通，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段對蓄電池充電。當蓄電池電壓為2.6V時，令其充電時間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為本實用新型控制框圖。本實用新型控制系統(tǒng)采用單閉環(huán)控制，其中AD為給定值，給定值AD和反饋值U共同作用實時調節(jié)充電時間，經過DC/DC電路，進而調節(jié)充電電流的大小。
[0030 ]本實用新型結構簡單，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，有效地延長了蓄電池的循環(huán)使用壽命。
[0031]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
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、電壓檢測模塊、高壓選通電路、DC/DC電路、低壓選通電路、溫度檢測模塊、電流檢測模塊、電源、數(shù)據(jù)轉換電路、上位機及狀態(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模塊、電流檢測模塊和電源，所述串聯(lián)蓄電池組還依次通過選通電路和電壓檢測模塊連接有主控模塊，所述主控模塊同時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)轉換電路與上位機相連。2.根據(jù)權利要求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:所述電壓檢測模塊采用一個，并通過選通電路來檢測各單體蓄電池的電壓。4.根據(jù)權利要求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)繼電器中設有線圈，兩組常閉觸點，兩組常開觸點，所述線圈的一端接VCC，另一端接開關管VT，觸點分別連接有相互間隔的兩個蓄電池以及作為輸出端。5.根據(jù)權利要求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合。
【文檔編號】H01M10/44GK205544494SQ201620337613
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】馬文靜, 賁禮進, 陳繼勇
【申請人】江蘇工程職業(yè)技術學院