蓄電池組均衡充電器的製造方法
2023-07-12 07:19:46
蓄電池組均衡充電器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可以對蓄電池組的蓄電池單體均衡充電的蓄電池組均衡充電器。該充電器包括電壓隔離裝置、均衡充電電路切換裝置、電壓和電流採集電路裝置、CPU控制裝置，電壓隔離裝置的輸出端連接均衡充電電路切換裝置的輸入端，均衡充電電路切換裝置的輸出端設置多個充電輸出，每個充電輸出連接單獨的電壓和電流採集電路裝置，電壓和電流採集電路裝置的輸出端和均衡充電電路切換裝置的控制端與CPU控制裝置連接，均衡充電電路切換裝置為採用輪巡方式每次只導通一個充電輸出的切換裝置。本實用新型可以針對落後的蓄電池單體補充更多的能量，使蓄電池組得到及時的均衡充電，延長蓄電池組的使用壽命。
【專利說明】蓄電池組均衡充電器
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及蓄電池【技術領域】，具體涉及一種蓄電池組均衡充電器。
【背景技術】
[0002]目前，各種類型的蓄電池大量應用於社會的各個領域。特別是電動車的普及，大量人群在使用電動自行車。但是，由於電動車的蓄電池組沒有採用適當的充電管理及保護措施，導致大量的電動車蓄電池使用壽命大約在I年左右的時間。電動車蓄電池的失效，大部分體現在蓄電池被充壞，市場上損壞的電動車蓄電池，80%以上是蓄電池充電過程溫度過高導致外殼變形而損壞。而且，對於小容量的蓄電池，充電外殼膨脹損壞的比例更高。還有部分損壞的蓄電池組，是個別蓄電池單體長時間處於欠充電、過放電而損壞。出於電壓及功率的需要，大部分的蓄電池都串聯成蓄電池組使用。作為常規的知識，大量的蓄電池單體由於各種原因，會出現個別蓄電池單體容量提前衰減的情況，這個容量提前衰減的蓄電池單體，由於串聯在蓄電池組裡面，需要輸出能量的時候，需要輸出相同的能量，但是，它的電壓會下降比較多。而其他容量還沒有衰減的足夠多的蓄電池單體，它的電壓下降比較慢。充電過程中，電壓下降比較慢的蓄電池單體，會相對比較快完成充電。反覆多次充電、放電後，落後的蓄電池單體由於長期欠充電、過放電，很快就進入失效狀態。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是提出一種可以對蓄電池組的蓄電池單體均衡充電的蓄電池組均衡充電器。
[0004]根據本實用新型提供的蓄電池組均衡充電器，關鍵在於包括電壓隔離裝置、均衡充電電路切換裝置、電壓和電流採集電路裝置、CPU控制裝置，所述電壓隔離裝置的輸出端連接均衡充電電路切換裝置的輸入端，所述均衡充電電路切換裝置的輸出端設置多個充電輸出，所述每個充電輸出連接單獨的電壓和電流採集電路裝置，所述電壓和電流採集電路裝置的輸出端和均衡充電電路切換裝置的控制端與所述CPU控制裝置連接，所述均衡充電電路切換裝置為採用輪巡方式每次只導通一個充電輸出的切換裝置。
[0005]本實用新型的蓄電池組均衡充電器，均衡充電電路切換裝置採用輪巡方式每次只導通一個充電輸出連相應接蓄電池單體，通過電壓和電流採集電路裝置採集蓄電池單體的狀態信息發送至CPU控制裝置，CPU控制裝置根據該狀態信息控制相應的蓄電池單體的充電時間，從而針對落後的蓄電池單體補充更多的能量，使蓄電池組得到及時的均衡充電，延長蓄電池組的使用壽命。
[0006]進一步的，所述每個充電輸出還連接有電池表面溫度採集裝置，所述電池表面溫度採集裝置與CPU控制裝置連接。CPU控制裝置通過採集電池表面溫度，設定溫度過高停止充電的上限，待蓄電池單體表面溫度回復正常後才繼續充電，防止蓄電池單體充電膨脹損壞。
[0007]具體的，所述均衡充電電路切換裝置開關元件為MOS管。普通的繼電器不能滿足快速切換的要求，而且，繼電器的觸點壽命較短，因此，開關元件選用MOS管。
[0008]具體的，所述電壓隔離裝置為24?80V的寬電壓EOC。由於本實用新型包含CPU等電路設計安全性需求較高的元器件，所以採用DCDC的隔離方式，而直接採用24V?80V的寬電壓D⑶C則可直接滿足市面上24V、36V、48V等多種規格的電動車蓄電池組充電要求。
[0009]所述均衡充電電路切換裝置的每個充電輸出還連接有充電狀態顯示裝置，所述充電狀態顯示裝置與CPU控制裝置連接。通過充電狀態顯示裝置，可以直觀的顯示每個蓄電池單體充電狀態信息，供使用者診斷。
[0010]所述充電狀態顯示裝置為指示燈。可以通過程序設置，在蓄電池單體無法繼續充電需要更換時，指示燈閃爍以提醒使用者更換落後的蓄電池單體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的模塊結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的均衡充電電路切換裝置電路圖。
[0013]圖3為本實用新型的寬電壓D⑶C裝置電路圖。
[0014]圖4為本實用新型的電壓和電流採集電路裝置電路圖。
[0015]圖5為本實用新型的CPU控制裝置電路圖。
【具體實施方式】
[0016]下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關係、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。
[0017]實施例1:
[0018]如圖1，本實用新型的蓄電池組均衡充電器，包括電壓隔離裝置、均衡充電電路切換裝置、電壓和電流採集電路裝置、CPU控制裝置，電壓隔離裝置的輸出端連接均衡充電電路切換裝置的輸入端，均衡充電電路切換裝置的輸出端設置多個充電輸出，每個充電輸出連接單獨的電壓和電流採集電路裝置，電壓和電流採集電路裝置的輸出端和均衡充電電路切換裝置的控制端與CPU控制裝置連接，均衡充電電路切換裝置為採用輪巡方式每次只導通一個充電輸出的切換裝置。
[0019]本實用新型的蓄電池組均衡充電器，均衡充電電路切換裝置採用輪巡方式每次只導通一個充電輸出連相應接蓄電池單體，通過電壓和電流採集電路裝置採集蓄電池單體的狀態信息發送至CPU控制裝置，CPU控制裝置根據該狀態信息控制相應的蓄電池單體的充電時間，從而針對落後的蓄電池單體補充更多的能量，使蓄電池組得到及時的均衡充電，延長蓄電池組的使用壽命。
[0020]如圖2為本實用新型的均衡充電電路切換裝置電路。該均衡充電電路切換裝置通過MOS功率管實現充電切換，每次只開通I個蓄電池單體充電，這個充電的時間右CPU控制裝置控制。之所以沒有採用繼電器作為開關元件，是因為普通的繼電器不能滿足快速切換的要求，而且，繼電器的觸點壽命較短，因此，開關元件選用MOS管。實際使用中，為了避免MOS管同時導通導致的蓄電池短路，外部採用3-8解碼器的控制方式，保證每次只有I個蓄電池單體可以充電，其他的MOS管均處於截止狀態。
[0021]如圖3為本實用新型的寬電壓DCDC裝置。可以根據蓄電池組的規格調整輸出電壓。
[0022]如圖4為本實用新型的電壓和電流採集電路裝置。圖中的R74、R75組成分壓電路，給CPU對電壓的採集提供合適的量程。圖中的電流採集電路，採用了信號放大器，因為電流採集信號來自開關管的限流電阻，這個電壓值比較低，需要放大後進入CPU的A/D轉換器。在圖中，採用了多個電容，組成多級RC濾波電路，主要是保證電流採集的精度。當然，在實際電路中，CPU也可以採用多次採集並平滑處理的方式獲得精確的電流數據。
[0023]如圖5為本實用新型的CPU控制裝置電路圖。選擇CPU器件時，需要考慮編程的方便性及成本，原則上選擇本身具備多路I/o輸出及多路A/D採集通道的單片機。如圖5，本實用新型的蓄電池充電狀態輸出也是由CPU控制外部解碼器輸出的。圖中的UlO是數據存儲器，可以記錄蓄電池充電放電的蓄電池單體狀態，CPU可以根據蓄電池單體的充電、放電過程中記錄的數據，決定蓄電池單體的均充電時間。
[0024]此外，本實用新型的電池表面溫度採集裝置、充電狀態顯示裝置等均為簡單成熟的電路，此處不再贅述。
【權利要求】
1.一種蓄電池組均衡充電器，其特徵在於包括電壓隔離裝置、均衡充電電路切換裝置、電壓和電流採集電路裝置、CPU控制裝置，所述電壓隔離裝置的輸出端連接均衡充電電路切換裝置的輸入端，所述均衡充電電路切換裝置的輸出端設置多個充電輸出，所述每個充電輸出連接單獨的電壓和電流採集電路裝置，所述電壓和電流採集電路裝置的輸出端和均衡充電電路切換裝置的控制端與所述CPU控制裝置連接，所述均衡充電電路切換裝置為採用輪巡方式每次只導通一個充電輸出的切換裝置。
2.根據權利要求1所述的蓄電池組均衡充電器，其特徵在於所述每個充電輸出還連接有電池表面溫度採集裝置，所述電池表面溫度採集裝置與CPU控制裝置連接。
3.根據權利要求1或2所述的蓄電池組均衡充電器，其特徵在於所述均衡充電電路切換裝置開關元件為MOS管。
4.根據權利要求1或2所述的蓄電池組均衡充電器，其特徵在於所述電壓隔離裝置為24?80V的寬電壓DCDC。
5.根據權利要求1或2所述的蓄電池組均衡充電器，其特徵在於所述均衡充電電路切換裝置的每個充電輸出還連接有充電狀態顯示裝置，所述充電狀態顯示裝置與CPU控制裝置連接。
6.根據權利要求5所述的蓄電池組均衡充電器，其特徵在於所述充電狀態顯示裝置為指示燈。
【文檔編號】H02J7/00GK203933052SQ201320710782
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】黃尚南, 黃海長, 高建文 申請人:廣州泓淮電子科技有限公司