二次電池快速充電機的製作方法

2023-06-05 11:19:36

本實用新型涉及蓄電池充電設備技術領域，尤其涉及一種適用於二次電池的充電機。

背景技術：

在現有技術中，使用傳統的2段或3段式充電方法對電池進行充電，存在下述弊端：

1、最大充電電流小於0.4C；

2、恆壓、恆流充電方式損傷被充電電池；

3、電能-化學能轉換效率低；

4、快速充電時容易導致電池熱失控；

5、電池發生物理變形，過早報廢。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種對電池進行快速、有效、無傷害充電的二次電池快速充電機。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：二次電池快速充電機，包括與電池連接的主控三極體BG，所述主控三極體BG的集電極與市電輸入端之間連接有充電主迴路，所述主控三極體BG還連接有BG驅動電路，所述電池的正極與所述市電輸入端之間連接有負脈衝主迴路，所述負脈衝主迴路連接有單向控制觸發電路；

所述電池的正極還連接有充電電壓控制電路；所述充電電壓控制電路連接有正負脈衝佔空比控制電路，所述正負脈衝佔空比控制電路與所述BG驅動電路和所述負脈衝主迴路連接，所述正負脈衝佔空比控制電路與所述充電主迴路之間連接有穩壓電路。

作為一種優選的技術方案，所述充電主迴路包括與市電輸入端連接的電源開關，所述電源開關連接有電源保險裝置，所述電源保險裝置連接有濾波整流電路，所述濾波整流電路連接有電源缺相報警顯示電路，所述濾波整流電路的輸出端與所述主控三極體BG的集電極連接。

作為一種優選的技術方案，所述濾波整流電路包括依次串聯的壓敏電阻、濾波電感和整流二極體。

作為一種優選的技術方案，所述電源缺相報警顯示電路包括與電源輸入端連接的電阻和發光二極體。

作為一種優選的技術方案，所述負脈衝主迴路包括單向可控矽CT，所述單向可控矽CT的陽極與所述電池的正極連接，所述單向可控矽CT的陰極與所述充電主迴路連接，所述單向可控矽CT的控制極與所述單向控制觸發電路連接。

作為一種優選的技術方案，所述單向控制觸發電路包括與所述單向可控矽 CT的控制極連接的二極體D2，所述二極體D2串聯有壓敏電阻R3，所述壓敏電阻通過電容C13與所述充電主迴路連接，所述壓敏電阻還通過電阻R4和可變電阻RW1接地。

作為一種優選的技術方案，所述充電電壓控制電路包括與所述電池連接的光電耦合器IC2，所述光電耦合器IC2連接有穩壓二極體DW3，所述穩壓二極體 DW3與接地之間連接有可變電阻RW2。

作為一種優選的技術方案，所述穩壓電路包括與所述充電主迴路連接的二極體D1，所述二極體D1通過電阻R5連接有穩壓二極體DW1，所述穩壓二極體 DW1並聯有電容C12。

由於採用了上述技術方案，二次電池快速充電機，包括與電池連接的主控三極體BG，所述主控三極體BG的集電極與市電輸入端之間連接有充電主迴路，所述主控三極體BG還連接有BG驅動電路，所述電池的正極與所述市電輸入端之間連接有負脈衝主迴路，所述負脈衝主迴路連接有單向控制觸發電路；所述電池的正極還連接有充電電壓控制電路；所述充電電壓控制電路連接有正負脈衝佔空比控制電路，所述正負脈衝佔空比控制電路與所述BG驅動電路和所述負脈衝主迴路連接，所述正負脈衝佔空比控制電路與所述充電主迴路之間連接有穩壓電路；通過合理的充電方程，以及電池在充電過程中的電子吸收轉換能力實際效果，對電池進行快速、有效、無傷害充電。在減少充電時間的同時，最大限度的保護被充電電池組，使得電池的有效使用壽命不減少；是一臺符合電池特性以及滿足市場快速充電要求的綜合型充電設備。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的電路圖；

圖2是本實用新型實施例充電主迴路和BG驅動電路的電路圖；

圖3是本實用新型實施例負脈衝主迴路的電路圖；

圖4是本實用新型實施例單向控制觸發電路的電路圖；

圖5是本實用新型實施例充電電壓控制電路和正負脈衝佔空比控制電路的電路圖；

圖6是本實用新型實施例工作原理流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示範性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和範圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用於限制權利要求的保護範圍。

如圖1所示，二次電池快速充電機，包括與電池連接的主控三極體BG，所述主控三極體BG的集電極與市電輸入端之間連接有充電主迴路，所述主控三極體BG還連接有BG驅動電路，所述電池的正極與所述市電輸入端之間連接有負脈衝主迴路，所述負脈衝主迴路連接有單向控制觸發電路；所述電池的正極還連接有充電電壓控制電路；所述充電電壓控制電路連接有正負脈衝佔空比控制電路，所述正負脈衝佔空比控制電路與所述BG驅動電路和所述負脈衝主迴路連接，所述正負脈衝佔空比控制電路與所述充電主迴路之間連接有穩壓電路，所述穩壓電路包括與所述充電主迴路連接的二極體D1，所述二極體D1通過電阻 R5連接有穩壓二極體DW1，所述穩壓二極體DW1並聯有電容C12。

如圖1和圖2所示，所述充電主迴路包括與市電輸入端連接的電源開關，所述電源開關連接有電源保險裝置，所述電源保險裝置連接有濾波整流電路，所述濾波整流電路包括依次串聯的壓敏電阻、濾波電感和整流二極體；所述濾波整流電路連接有電源缺相報警顯示電路，所述電源缺相報警顯示電路包括與電源輸入端連接的電阻和發光二極體，所述濾波整流電路的輸出端與所述主控三極體BG的集電極連接。所述BG驅動電路可以採用現有技術，圖2示出了一種BG驅動電路的具體實現方式，屬於現有技術，這裡不再贅述。

如圖3和圖4所示，所述負脈衝主迴路包括單向可控矽CT，所述單向可控矽CT的陽極與所述電池的正極連接，所述單向可控矽CT的陰極與所述充電主迴路連接，所述單向可控矽CT的控制極與所述單向控制觸發電路連接，所述單向控制觸發電路包括與所述單向可控矽CT的控制極連接的二極體D2，所述二極體D2串聯有壓敏電阻R3，所述壓敏電阻通過電容C13與所述充電主迴路連接，所述壓敏電阻還通過電阻R4和可變電阻RW1接地。由C13、R3、D2、R6、RW1 組成的可控矽單向控制觸發電路，利用壓敏電阻的特性，產生不規則的信號，控制單向可控矽CT導通。

如圖5所示，所述充電電壓控制電路包括與所述電池連接的光電耦合器IC2，所述光電耦合器IC2連接有穩壓二極體DW3，所述穩壓二極體DW3與接地之間連接有可變電阻RW2。所述正負脈衝佔空比控制電路可以採用現有技術，圖2示出了一種正負脈衝佔空比控制電路的具體實現方式，屬於現有技術，這裡不再贅述。

如圖6所示，本產品以市電二相或三相作為電源輸入(輸出電流大於35A、輸出電壓大於400VDC的，使用三相)，通過整流、輸出控制、反饋控制、正負組合脈衝、佔空比等實現充電機的自動控制，以快速、高效、安全的完成電池組的充電。

本實用新型通過合理的充電方程，以及電池在充電過程中的電子吸收轉換能力實際效果，對電池進行快速、有效、無傷害充電。在減少充電時間的同時，最大限度的保護被充電電池組，使得電池的有效使用壽命不減少。是一臺符合電池特性以及滿足市場快速充電要求的綜合型充電設備。

本實用新型具有下述優點：

1、使用非恆流、非恆壓的組合脈衝充電方法，對電池進行安全、快速的充電；

2、電池組在有效的保護充電方程下，最大充電電流可以達到0.5C，可有效縮短充電時間，既2小時可充電80％以上；

3、目前大量的實驗數據以及市場應用表明，組合脈衝充電方法可以有效的減少電池在快速充電時的電池損傷；

4、電能-化學能轉換效率最高達95％，降低能源消耗；

5、快速充電過程中，電池不出現熱失控的情況；

6、無熱失控等問題的出現，電池不會出現物理變形、爆炸、過早報廢問題。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵及本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。