充電控制裝置及具有調(diào)控功能的充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種充電控制裝置及具有調(diào)控功能的充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前電動(dòng)車(chē)行業(yè)中鉛酸電池的充電普遍采用的是三段式充電，充電過(guò)程如圖1所示，三段式充電是指整個(gè)充電過(guò)程由恒流充電階段(如圖1中A段所示)、恒壓充電階段(如圖1中B段所示)和涓流充電階段(如圖1中C段所示)構(gòu)成。其充電功能的實(shí)現(xiàn)是靠分立器件和專(zhuān)用芯片搭建的充電控制電路自動(dòng)完成，無(wú)需人為調(diào)節(jié)。在出廠前設(shè)定充電器的恒流充電電流值、最高恒壓電壓值和涓流浮充電流值等，使用時(shí)使用者接通被充電池和交流電源后，充電器立即按出廠前設(shè)定的固定參數(shù)，按照充電控制電路規(guī)定的固有模式工作，自動(dòng)完成恒流充電、恒壓充電和涓流充電三個(gè)階段。
[0003]第一段:恒流充電階段，此階段充電器以恒定電流充電，是電流電壓逐漸達(dá)到充電器設(shè)定的最大充電電壓時(shí)結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)入下一階段(也就是恒壓充電階段)。在恒流充電階段，充電的恒流電流大小設(shè)定為小于等于0.2C, C為電池容量。對(duì)于電池容量C在1Ah-HAh之間的鉛酸電池，現(xiàn)在各充電器廠家生產(chǎn)的適用于1Ah-HAh容量電池的充電器的充電恒流電流大多為1.8A-2.0A，其中以1.8A居多，及充電的恒流電流大小設(shè)定為0.128C-0.2C。
[0004]恒流充電階段有以下幾個(gè)問(wèn)題:
[0005]1.1)最高充電電壓Vmax的設(shè)定沒(méi)有考慮溫度變化:通常是以常溫(通常指200C- 250C )下單體電池最高充電電壓為14.75V來(lái)設(shè)定的；然而從理論及實(shí)驗(yàn)得知，50°C和一 10°C情況下的充電電壓分別應(yīng)是14.4V和15.1V，48V電池組50°C時(shí)的充電電壓應(yīng)為57.6V，用59V充電時(shí)，過(guò)壓充電，電池產(chǎn)生發(fā)熱，發(fā)熱就會(huì)使電池失水，長(zhǎng)此以往，形成電池?zé)崾Э?，直至失效。同?8V電池組一 10°C時(shí)的充電電壓應(yīng)為60.4V，用59V充電，欠壓充電，電池充不滿(mǎn)，長(zhǎng)期充不滿(mǎn)電池極板就會(huì)硫化形成硫酸鉛結(jié)晶，電池容量衰減導(dǎo)致失效。
[0006]1.2)這種充電器是固定電流充電，沒(méi)有電流監(jiān)控，對(duì)于失水電池，充電過(guò)程中恒流充電電流也會(huì)變化:電池發(fā)熱，內(nèi)阻減小，充電電流加大，發(fā)熱加劇，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致電池迅速失效。
[0007]1.3)沒(méi)有充電時(shí)間監(jiān)控:有些電池組電壓偏低，無(wú)法達(dá)到設(shè)定最高充電電壓Vmax，就會(huì)一直以恒流充電模式充電，導(dǎo)致電池發(fā)熱、失水，進(jìn)而失效。
[0008]第二段:恒壓充電階段，此階段充電器仍保持以最大的充電電壓充電，充電電流逐步下降；當(dāng)充電電流下降到0.5 — 0.3A時(shí)，到達(dá)充電器設(shè)定的一個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)，充電器指示燈從紅燈變?yōu)榫G燈，表示電池基本充滿(mǎn)，恒壓充電結(jié)束，充電進(jìn)入第三階段一涓流充電階段。
[0009]恒壓充電階段有可能出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題:
[0010]2.1)充電電流始終保持在0.5A以上的某一個(gè)數(shù)值，不能達(dá)到變燈設(shè)定值；
[0011]2.2)充電電流在下降一段后不降反升；
[0012]2.3)充電電流下降趨勢(shì)存在，但是時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
[0013]上述幾種情況都會(huì)導(dǎo)致電池過(guò)充、發(fā)熱和失水，進(jìn)而使電池失效。
[0014]第三段:涓流充電階段，充電過(guò)程進(jìn)入到涓流充電階段后，充電器給出一個(gè)0.3 -
0.5A的小電流持續(xù)維持給電池充電，這時(shí)的電池端電壓為低于最高充電電壓、高于靜態(tài)電壓的浮充電壓?，F(xiàn)有充電器涓流充電階段沒(méi)有時(shí)間設(shè)定，即一直充到使用者人為結(jié)束充電為止，這樣的過(guò)程也會(huì)影響電池容量和壽命。
[0015]隨著電動(dòng)車(chē)技術(shù)的提高和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，在經(jīng)過(guò)十幾年的市場(chǎng)考驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)電池的熱失控和硫化已經(jīng)成了影響電池壽命和容量的兩大痼疾，而這兩個(gè)問(wèn)題又與充電密切相關(guān)。在充電器給電池充電過(guò)程中，往往造成了電池的欠充和過(guò)充，形成失水和硫化。對(duì)于有問(wèn)題的電池，又不能予以保護(hù)而是繼續(xù)沿用固有的充電模式給電池繼續(xù)充電，加速有問(wèn)題電池失效。
[0016]基于上述，需要一種能夠適用于不同結(jié)構(gòu)、不同介質(zhì)、不同新舊程度的電池進(jìn)行充電的充電器或充電系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本公開(kāi)的目的為提供一種充電控制裝置及具有調(diào)控功能的充電系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中充電器給電池充電過(guò)程中造成電池欠充或過(guò)充的技術(shù)問(wèn)題。
[0018]本公開(kāi)的一實(shí)施例中提供一種充電控制裝置，用于對(duì)充電器的充電過(guò)程進(jìn)行控制，所述充電器連接電源和被充電電池，包括:
[0019]控制模塊，與所述充電器連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述充電器向所述被充電電池充電過(guò)程中的參數(shù)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的所述參數(shù)控制所述充電器進(jìn)入到恒流充電階段、恒壓充電階段、涓流充電階段或充電結(jié)束；
[0020]其中所述參數(shù)包括充電器的充電電壓、充電電流、充電時(shí)間、充電器內(nèi)的溫度以及被充電電池的電壓。
[0021]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述充電控制裝置還包括:
[0022]溫度傳感器模塊，與所述充電器和所述控制模塊連接，用于采集所述充電器內(nèi)的溫度，并將所述充電器內(nèi)的溫度傳送至所述控制模塊。
[0023]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述充電控制裝置還包括:
[0024]接入檢測(cè)模塊，與所述充電器連接，用于當(dāng)所述充電器接入電源后，檢測(cè)所述被充電電池是否接入，如果檢測(cè)到所述被充電電池接入，則所述溫度傳感器模塊開(kāi)始采集所述充電器內(nèi)的溫度。
[0025]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述控制模塊包括:
[0026]采集子模塊，包括溫度采集子模塊，與所述溫度傳感器模塊連接，用于接收所述充電器內(nèi)的溫度，還用于采集所述充電器的所述充電電壓、所述充電電流；以及
[0027]控制子模塊，與所述充電器連接，用于根據(jù)所述充電器內(nèi)的溫度得到當(dāng)前溫度并計(jì)算所述當(dāng)前溫度下對(duì)應(yīng)的最大充電電壓，通過(guò)控制脈沖寬度調(diào)制波的占空比調(diào)整所述充電電壓為所述最大充電電壓，所述充電器進(jìn)入所述恒流充電階段。
[0028]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述采集子模塊還包括:
[0029]電流采集子模塊，與所述充電器連接，用于采集所述充電電流；
[0030]所述控制子模塊根據(jù)所述充電電流調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)制波的占空比，使得恒流充電階段的充電電流保持在預(yù)設(shè)電流；
[0031]在恒流充電階段，當(dāng)檢測(cè)到所述充電電壓大于等于所述最大充電電壓時(shí)，所述控制子模塊控制所述充電器進(jìn)入恒壓充電階段；當(dāng)檢測(cè)到所述充電電壓小于所述最大充電電壓時(shí)，計(jì)算在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)所述被充電電池電壓的變化量，當(dāng)所述被充電電池電壓的變化量趨于O時(shí)，所述控制子模塊控制所述充電器進(jìn)入涓流充電階段。
[0032]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述采集子模塊還包括:
[0033]電壓采集子模塊，與所述充電器連接，用于采集所述充電電壓；
[0034]所述控制子模塊根據(jù)所述充電電壓調(diào)整脈沖寬度調(diào)制波的占空比，使得恒流充電階段的充電電壓保持在所述最大充電電壓；
[0035]在所述恒壓充電階段，當(dāng)檢測(cè)到所述充電電流小于極限電流時(shí)，所述控制子模塊控制所述充電器進(jìn)入涓流充電階段；當(dāng)檢測(cè)到所述充電電流大于極限電流時(shí)，計(jì)算在第二預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)所述充電電流的變化量，當(dāng)所述充電電流的變化量趨于O或所述充電電流的變化量為正值時(shí)，所述控制子模塊控制所述充電器進(jìn)入涓流充電階段。
[0036]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述控制子模塊包括:
[0037]第一定時(shí)器，用于在所述充電器進(jìn)入恒壓充電階段時(shí)對(duì)所述充電時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間大于第一定時(shí)時(shí)間時(shí)，所述控制子模塊控制所述充電器進(jìn)入涓流充電階段。
[0038]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述控制子模塊還包括:
[0039]第二定時(shí)器，用于在所述充電器進(jìn)入涓流充電階段時(shí)對(duì)所述充電時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間大于第二定時(shí)時(shí)間時(shí)，所述控制子模塊控制所述充電器充電結(jié)束。
[0040]在本公開(kāi)的另一實(shí)施例中，所述充電器處于恒流充電階段、恒壓充電階段或涓流充電階段的任一階段，當(dāng)所述溫度傳感器模塊采集到的所述充電器內(nèi)的溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述控制子模塊控制所述充電器充電結(jié)