CN101924388A

CN101924388A - 一种全自动平衡式电池组充电器装置

Info

Publication number: CN101924388A
Application number: CN 201010223857
Authority: CN
Inventors: 高剑峰; 孙科; 任庆
Original assignee: WUXI JINGLEI ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: WUXI JINGLEI ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2010-12-22

Abstract

本发明公开了一种全自动平衡式电池组充电器装置，包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中：所述AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接。本发明所述全自动平衡式电池组充电器装置，可以克服现有技术中电压平衡性差、成本高与电压一致性控制难度大等缺陷，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿命长的优点。

Description

一种全自动平衡式电池组充电器装置

技术领域

本发明涉及电池充电器，具体地，涉及一种全自动平衡式电池组充电器装置。

背景技术

一般地，电池组充电器采用串充充电或并充充电，其中，串充充电的电路结构简单，效率高，成本低；与串充充电相比，并充充电的电路结构复杂，效率低，成本高。

但是，在串充充电的过程中，无法监测电池组中单节电池的电压，容易造成单节电池过充或充不饱(即电压的不平衡)，从而导致电池组容量降低或电池组被充坏。

另外，在并充充电的过程中，可以监测电池组中单节电池的电压；但是，当电池组是由N节电池组成时，电池组充电器就需要完全独立的N个充电器组成，导致电池组充电器的成本非常高，而且很难把N个充电器的电压控制一致，无法有效推广。

综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷：

(1)电压平衡性差：串充充电的时，无法监测电池组中单节电池的电压，易造成电压不平衡，从而导致电池组容量降低或电池组被充坏；

(2)成本高：并充充电的过程中时，当电池组是由N节电池组成时，电池组充电器就需要完全独立的N个充电器组成，导致电池组充电器的成本非常高；

(3)电压一致性控制难度大：并充充电的过程中时，当电池组充电器就需要完全独立的N个充电器组成时，很难把N个充电器的电压控制一致，无法有效推广。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种全自动平衡式电池组充电器装置，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿命长的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全自动平衡式电池组充电器装置，包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中：所述AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接。

进一步地，所述中央处理单元包括串充控制开关、DC-DC隔离电源、恒流控制模块、MCU供电电源、MCU、电子开关、恒流电源与隔离控制模块，其中：所述串充恒压、恒流充电器，串充控制开关，以及电池组，依次连接；所述串充恒压、恒流充电器，DC-DC隔离电源，MCU供电电源，MCU，电子开关，隔离控制模块，以及电池组，依次连接；所述DC-DC隔离电源、恒流控制模块、恒流电源与隔离控制模块，依次连接；所述MCU与串充控制开关连接，隔离控制模块与MCU连接，电子开关与恒流控制模块连接。

进一步地，所述电池组包括第1至N节电池。

本发明各实施例的全自动平衡式电池组充电器装置，由于包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中：AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接；使用该全自动平衡式电池组充电器装置，可以使电池组一直处于均衡状态；从而可以克服现有技术中电压平衡性差、成本高与电压一致性控制难度大的缺陷，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿命长的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明全自动平衡式电池组充电器装置的工作原理示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-AC输入单元；2-串充恒压、恒流充电器；3-串充控制开关；4-DC-DC隔离电源；5-恒流控制模块；6-MCU供电电源；7-MCU；8-电子开关；9-恒流电源；10-隔离控制模块；11-电池组；1101-第1节电池；110n-第N节电池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，提供了一种全自动平衡式电池组充电器装置。如图1所示，本实施例包括AC输入单元1，串充恒压、恒流充电器2，中央处理单元与电池组11；其中：AC输入单元1，串充恒压、恒流充电器2，中央处理单元与电池组11，依次连接。这里，电池组11包括第1至N节电池，如第1节电池1101，第N节电池110n。

其中，上述中央处理单元包括串充控制开关3、DC-DC隔离电源4、恒流控制模块5、MCU供电电源6、MCU 7、电子开关8、恒流电源9与隔离控制模块10，具体地，串充恒压、恒流充电器2，串充控制开关3，以及电池组11，依次连接；串充恒压、恒流充电器2，DC-DC隔离电源4，MCU供电电源6，MCU 7，电子开关8，隔离控制模块10，以及电池组11，依次连接；DC-DC隔离电源4、恒流控制模块5、恒流电源9与隔离控制模块10，依次连接；MCU 7与串充控制开关3连接，隔离控制模块10与MCU 7连接，电子开关8与恒流控制模块5连接。

在上述实施例中，AC输入单元1，与串充恒压、恒流充电器2为一般串充充电器，用于提供电池组11充电所需的电压、电流、以及全自动平衡式电池组充电器装置的供电；串充控制开关3为可控制的串充充电的开关；DC-DC隔离电源4为DC-DC隔离电源，把所有均衡模块与串充充电器完全隔离；恒流控制模块5为可控制的恒流电源，可控制恒流电源9是否启动充电；MCU供电电源6为一组电源，给MCU 7供电；MCU 7对隔离控制模块10采集的数据进行处理，并控制串充控制开关3与电子开关8；电子开关控制恒流控制模块5的开和关，控制隔离控制模块10对单节电池的控制；恒流电源9提供均衡电源；隔离控制模块10可根据要求对单节电池电压检测或充电。

中央处理单元为本实施例的核心部分，具体工作流程为：当充电器给电池组11充电时，串充充电断开，先对电池组11单节电池进行检测，如有低于最低起机电压电池，均衡电路启动，对欠压电池依次充电，当所有电池都满足最低起机电压时，串充充电开启，开始对电池组11充电；如单节电池检测都满足最低起机电压时则直接开启串充，对电池组11充电。

其中，串充充电的时候同时开启单节电池检测，自动选择单节电池最高电压为基准，依次对电池进行比较；如所测电池压差都在范围以内则不启动均衡电路；如所测电池压差超过范围则启动均衡电路，对欠压电池进行补充充电。在整个充电过程中定时的开启单节电池检测，如有发现电池压差超差，则启动均衡电路，真正做到了全过程均衡。

另外，在单节电池检测时如发现过压，则立即关闭串充充电，如单节电池电压都在范围内则充电器处在监控状态；如有单节电池电压在范围外则单独启动均衡电路，对不足电池进行补充充电，直至所有电池电压都在范围内充电器转入监测状态。

例如，以10串锰酸锂电池组为例：电池组由10个4.2V每节的锰酸锂电池串联组成，电池组11需把每节电池串联点都引线到充电口，需要11根线。当充电器给电池组充电时会先检测每节锰酸锂电池的电压，如其中有低于2.5V(根据客户要求定)的电池，充电器会启动均衡电路(均衡电流根据客户定)，先把所有欠压的电池充到2.5V以上才开始启动串充。

在串充充电开始同时，充电器还会对每节电池电压进行监控，自动选择10个电池中最高电压为基准，对其余电池电压进行比较，对压差超过10mV的电池启动均衡电路进行补充充电，从多到少依次充电，直至所有电池压差都控制在10mV以内，均衡电路关闭，充电器处于监控状态；在整个充电过程中充电器始终会对每节电池进行监控，如有超差自动启动均衡电路。在监控过程中如发现有过充电池(过充电压根据客户需求设定)，则关闭充电串充充电，单独启动均衡电路，对压差超范围电池进行补充充电，直至所有电池电压都在范围内充电器转入监测状态。

上述实施例的全自动平衡式电池组充电器装置，可以在串充中增加少量成本，达到串并充的完美结合，并且由MCU 7控制，从开始充电之时就开始检测单节电池的电压，单节电池有没达到预充电要求的，先开始并充进行预充电，等到单节电池达到预充电电压，才开始开启串充进行大电流充电；从而避免了一般串充检测总电压，有单节电池没达到预充电电压就开始大电流充电的现象。从充电开始就对电压低的电池开始均衡；均衡时间长，整个充电过程都在进行均衡。

而一般的串充，在充电的最后当电池电压过压保护的时候才开始进行均衡，均衡时间短；在开始均衡的时候，电池已经被过充了；并且，一般的并充在一组电池组中，很难把N个充电器电压控制一致；一般的串充使用电流检测，并不能保证单节电池不被过充；即使有充电均衡电路，当有单体电池开始过充电的时候，如果此时充电电流大于均衡电流，电池依然会被过充电。本实施例对一组电池组中的N节电池使用一个充电器进行双重隔离充电，使一组中的N节电池的充电电压保持一致，在充电结束使用MCU检测单节电池电压，发现有电池充饱，即刻结束串充，单独使用并充对电池组进行充电，避免了电池会造成过充的现象；可见，使用该全自动平衡式电池组充电器装置后，可以使电池组一直处于均衡状态，有利于大大提高电池组11的使用寿命。

综上所述，本发明各实施例的全自动平衡式电池组充电器装置，由于包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中：AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接；使用该全自动平衡式电池组充电器装置，可以使电池组一直处于均衡状态；从而可以克服现有技术中电压平衡性差、成本高与电压一致性控制难度大的缺陷，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿命长的优点。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种全自动平衡式电池组充电器装置，其特征在于，包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中：

所述AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接。

2.根据权利要求1所述的全自动平衡式电池组充电器装置，其特征在于，所述中央处理单元包括串充控制开关、DC-DC隔离电源、恒流控制模块、MCU供电电源、MCU、电子开关、恒流电源与隔离控制模块，其中：

所述串充恒压、恒流充电器，串充控制开关，以及电池组，依次连接；

所述串充恒压、恒流充电器，DC-DC隔离电源，MCU供电电源，MCU，电子开关，隔离控制模块，以及电池组，依次连接；

所述DC-DC隔离电源、恒流控制模块、恒流电源与隔离控制模块，依次连接；

所述MCU与串充控制开关连接，隔离控制模块与MCU连接，电子开关与恒流控制模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的全自动平衡式电池组充电器装置，其特征在于，所述电池组包括第1至N节电池。