CN101887999A - 锂电池组节拍测控型均衡充电方法 - Google Patents

锂电池组节拍测控型均衡充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂电池组节拍测控型均衡充电方法，包括多个相互串联的单体锂电池组成的锂电池组，还包括多个模块电源，每个模块电源的输出端对应与一个单体锂电池连接，每个模块电源分别设有单独的控制开关；还包括节拍脉冲发生器，节拍脉冲发生器产生的脉冲信号控制多个模块电源的控制开关的接通和断开；每一个单体锂电池单独受控充电，在模块电源的控制开关断开的瞬间，充电电流为零时，对相应的单体电池的测控电压进行采样。能消除充电回路电阻与电池内阻的影响，保证锂电池组充电过程中每一支锂电池均衡电压，并能确保每一支锂电池都不会充电超量的安全控制。

Description

锂电池组节拍测控型均衡充电方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池组均衡保护充电技术，尤其涉及一种锂电池组节拍测控型均衡充电方法。
背景技术
随着环保意识的深入人心，新生能源越来越受到世界各国的重视。大容量锂电池单体电压大、体积小、能量高，是今后新能源电池应用的主体，但是安全充电问题一直是锂电池应用的难题，几支单体锂电池串联后组成电池组使用，直接充电会造成每支单体锂电池电压不能均衡一致，一旦某一支电池电压超高于4.20V后，会发生***的危险，如何控制是目前所面对的问题。锂电池组应用发展迅猛急需要更大的均衡能力与更可靠的均衡保护充电方法。
现有技术中，锂电池均衡保护充电方法多采用耗能型分流的方法。即多消耗能量又不能完成动力型锂电池大电流均衡能力，大容量锂电池没有可靠的均衡技术保障。
上述技术方案中，至少存在如下问题：
因为锂电池组充电工作在低电压，大电流状态下，输出导线的电阻与电池内阻影响测量电池电压精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种能消除充电回路电阻与电池内阻的的影响、保证锂电池组充电过程中每一支锂电池均衡电压的均衡精度的锂电池组节拍测控型均衡充电方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的锂电池组节拍测控型均衡充电方法，包括多个相互串联的单体锂电池组成的锂电池组，还包括多个模块电源，每个模块电源的输出端对应与一个单体锂电池连接，每个模块电源分别设有单独的控制开关；
还包括节拍脉冲发生器，所述节拍脉冲发生器产生的脉冲信号控制多个模块电源的控制开关的接通和断开；
在所述模块电源的控制开关断开的瞬间，充电电流为零时，对相应的单体电池的测控电压进行采样。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的锂电池组节拍测控型均衡充电方法，由于节拍脉冲发生器产生的脉冲信号控制多个模块电源的控制开关的接通和断开；在模块电源的控制开关断开的瞬间，充电电流为零时，对相应的单体电池的测控电压进行采样。可以将采集电压信息存入锁存器中供控制器检测鉴别，当此电压达到设定的电池上限电压时发出关闭指令，停止对该电池充电，实现过充保护与上限电压均衡一致的目标。能消除充电回路电阻与电池内阻的的影响，保证锂电池组充电过程中每一支锂电池均衡电压的均衡精度。
附图说明
图1为本发明锂电池组节拍测控型均衡充电方法的电路原理图。
具体实施方式
本发明的锂电池组节拍测控型均衡充电方法，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括多个相互串联的单体锂电池组成的锂电池组，还包括多个模块电源，每个模块电源的输出端对应与一个单体锂电池连接，每个模块电源分别设有单独的控制开关；还包括节拍脉冲发生器，节拍脉冲发生器产生的脉冲信号控制多个模块电源的控制开关的接通和断开；在模块电源的控制开关断开的瞬间，充电电流为零时，对相应的单体电池的测控电压进行采样。能消除充电回路电阻与电池内阻的的影响，保证锂电池组充电过程中每一支锂电池均衡电压。
锂电池组充电过程中，每一个单体锂电池单独受控充电，当该单体锂电池的充电电压达到锂电池充电上限电压时，该单体锂电池单独自动停止充电。确保每一支锂电池都不会充电超量的安全控制。
在图1中，电源降压转换采用的是电源转换模块是为了容易简化说明。也可采用变压器代替电源模块。
本发明实施例能够实现：
实现锂电池组充电过程中每一支锂电池都是单独受控充电的，当锂电池充电电压达到锂电池充电上限电压时自动停止充电，确保每一支锂电池都不会充电超量的；
完成动力型锂电池恒流充电最大均衡电流为2-30A均衡方案；
实现锂电池组充电过程中每一支锂电池都能受控充电达到同一电压精度；
实现锂电池组充电过程中每一支锂电池都是在充电电流为零时进行测控电压采样的，消除充电回路电阻与电池内阻的的影响。保证了锂电池组充电过程中每一支锂电池均衡电压的均衡精度。
下面对本申请的设计原理进行详细的描述：
传统观念的充电机是不能满足于锂电池组安全充电，为解决锂电池组充电每支单体电池电压均衡问题，必需首先找到主要问题在哪里？
经分析发现主要问题是：因为锂电池组充电工作在低电压，大电流状态下，输出导线的电阻与电池内阻影响测量电池电压精度。
为得到精确的测控电池电压，设想在锂电池组充电过程中间隔中断充电电流，在这一间歇时间内测量电池电压。从而获得精确的测控电池电压，或把充电过程看成是一部交响乐曲的演奏，设计一指挥***在充电机里协调控制充电、测量、电压识别过程。这一控制论***设定为节拍控制器，节拍控制器的作用是控制充电节拍以充电每十秒关闭10毫秒在这一瞬间使充电机关闭，充电电流为零将电池组真实电压采集到电压寄存器中拱给电压鉴别器识别。这一目的是为了消除导线电阻与电池内阻对测量锂电池组电压精度的影响，电流传感器采集电流信号控制充电器恒流充电，上限电压设为每一支单体电池控制在4.20V，这样就能保证了每一支电池的安全充电，和有效的均衡控制，达到安全的目地。
本发明的方案中，充电机在充电过程中能够随机采集锂电池组真实电压给控制器；充电机实现恒流充电的控制信号来自每一支电池随机采样；均衡充电是由单体电池测控完成，能确保每支单体电池电压均衡一致；因为单体充电是一个独立充电过程，所以应用于任何组数电池组。
经十几次样机制造试验结果，获得了安全均衡有效的为串联锂电池充电的结果，无论电池组单体锂电池容量差异有多大在放电后电压差多少，在实施均衡充电后都能确保每支单体锂电池的电压都是4.20V，因此确保串联锂电池组使用的安全性。
本发明在具体应用中，电池组上可省去原设计方案中的保护板，实现了大容量均衡。尤其是在大电池充电中显示了并充的优势，并充主要功能为锂电池串联使用提供了安全保障。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种锂电池组节拍测控型均衡充电方法，包括多个相互串联的单体锂电池组成的锂电池组，其特征在于，包括多个模块电源，每个模块电源的输出端对应与一个单体锂电池连接，每个模块电源分别设有单独的控制开关；
还包括节拍脉冲发生器，所述节拍脉冲发生器产生的脉冲信号控制多个模块电源的控制开关的接通和断开；
在所述模块电源的控制开关断开的瞬间，充电电流为零时，对相应的单体电池的测控电压进行采样。
2.根据权利要求1所述的锂电池组节拍测控型均衡充电方法，其特征在于，所述锂电池组充电过程中，每一个单体锂电池单独受控充电，当该单体锂电池的充电电压达到锂电池充电上限电压时，该单体锂电池单独自动停止充电。
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