一種串聯電池的平衡充電裝置的製作方法

2023-06-13 18:42:36 4

本實用新型涉及充電裝置領域，尤其涉及一種串聯電池的平衡充電裝置。

背景技術：

工業無人機的動力能源一般由鋰聚合物電池提供，這種電池的應用特徵是：為了給設備提供足夠的電壓，鋰電池組通常由多節鋰電芯串聯而成；放電電流非常大，會達到25倍的放電倍率。由於這兩個條件，以及電池工藝控制檢測手段的不完善和鋰電池鋰離子本身的化學屬性變化，鋰離子電池之間容易產生差異，因此每次實行飛行任務都會導致鋰電池的各節電池容量不平衡。為此，我們需要對電容量失配的電池組進行均衡，現有技術的均衡手段是通過「分流」需要均衡的電池(電壓最高的電池)電流來實現的。「分流」均衡控制電路的思路是：單體電池電壓與平均單體電池電壓或者限制的電壓相比較，控制電路將電池電壓高於平均電壓的單體電池分流。因此，所有單體電池電壓在均衡控制電路的作用下趨向平均電池電壓。這種均衡通常是將一個功率電晶體和限流電阻串聯後作為分流電路，電池組中的每個電池並聯一分流電路來控制均衡過程。在充電過程中導通功率電晶體，將該電池的電流部分分流，從而使它的充電速度比其它電池慢，從而在充電模式下對電池進行均衡。但這種方案的主要問題是：

1、降低電池充電效率，降低設備使用壽命；

2、電池充電時發熱嚴重；

3、平衡能力有限。

技術實現要素：

為了解決現有技術中以分流手段解決電池容量不平衡會降低電池充電效率導致電池嚴重發熱並且平衡能力有限的問題，本實用新型提供一種串聯電池的平衡充電裝置。

本實用新型提出的串聯電池的平衡充電裝置包括：多個串聯的充電電池，每一充電電池通過一隔離充電模塊與供電母線連接，所述隔離充電模塊包括：控制電路、採樣反饋電路和充電模塊，所述控制電路與充電模塊之間設有一變壓器，所述變壓器原邊線圈與隔離控制電路相連，所述變壓器副邊線圈與充電模塊相連，所述採樣反饋電路採集副邊線圈上的電壓信號，並將該電壓信號反饋給控制電路。

本實用新型對每個串聯的充電電池均設置一隔離充電模塊，通過隔離充電模塊直接將充電電池與供電母線相連，實現對每節電池的隔離獨立充電，即每一塊充電電池的充電電流值都可以不相同，充電結束後均為飽和電壓，全部實現平衡。而且因為控制電路和充電模塊之間設置了變壓器，可以避免串聯電池組之間的影響，使本實用新型的平衡能力更強，無論電池在充電前電量有多大的差異，充飽後都可達到平衡狀態。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的原理框圖；

圖2為圖1隔離充電模塊的原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步進行說明。

如圖1所示，本實用新型一實施例：三階串聯電池的平衡充電裝置包括：三塊串聯的充電電池，每一塊充電電池與供電母線之間連接一隔離充電模塊。

如圖2所示，隔離充電模塊包括：控制電路、採樣反饋電路、充電模塊和變壓器，變壓器原邊線圈與隔離控制電路相連，變壓器副邊線圈與充電模塊相連，採樣反饋電路採集副邊線圈上的電壓信號後將該電壓信號反饋給控制電路。充電模塊的作用是為與之相連的單節電池進行充電；採樣反饋電路的作用是檢測單節電池的電壓，並傳輸到控制電路；控制電路的作用是比較電壓實測值與電壓飽和值，進而控制變壓器原邊線圈端的輸入電壓；變壓器作用是使不同的充電電池相互隔離，在各自需要的電流下進行充電。

當三階串聯電池的平衡充電裝置進行充電時，因為每一塊充電電池與供電母線之間均連接一設有隔離變壓器的充電模塊，因此雖然充電電池之間串聯，但在充電過程中，充電電流並不相同。開始充電時，各節充電電池的電容量並不均衡，每一隔離充電模塊的採樣反饋電路收集相應充電電池的電容量狀態，向控制電路發送充電電池的電容量狀態信息，使得控制電路對充電電流進行相應調整，因此，不同狀態的電池充電電流也不相同。調整後的充電電流經過變壓器原邊線圈，在變壓器副邊線圈感應出相應大小的電流並傳輸到充電模塊，從而對每節電池進行隔離獨立充電，充電結束後都為飽和電壓，全部實現平衡。而且因為控制電路和充電模塊之間設置了隔離變壓器，可以避免串聯電池組之間的影響，使本實用新型的平衡能力更強，無論電池在充電前電量有多大的差異，充飽後都可達到平衡狀態。

以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它具體實施方式，這些方式都將落入本實用新型的保護範圍之內。