CN207968022U - 一种具备智能充电模式的动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具备智能充电模式的动力电池，属于电池技术领域。它解决了现有的技术不能实现智能充电的问题。本具备智能充电模式的动力电池包括微控制器、电池组、电压检测模块、温度采集集成模块、电源模块、恒流充电模块、恒压充电模块、充电电流选择模块和开关管控制模块，充电电流选择模块、开关管控制模块、电压检测模块和温度采集集成模块均与微控制器连接，电源模块、开关管控制模块、恒流充电模块和电池组依次串联成回路，恒压充电模块的两端分别与开关管控制模块和电池组连接。本动力电池能够根据电池的不同情况实现对电池充电模式的智能调节，提高动力电池的循环寿命和续航里程。

Description

一种具备智能充电模式的动力电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种具备智能充电模式的动力电池。

背景技术

随着环境污染的日益严重，国家对新能源汽车的大力推动，新能源电动汽车得到了快速的发展。新能源电动汽车采用动力电池作为动力电源，而动力电池的性能直接影响电动汽车的使用和推广。动力电池电池包越做越智能，电芯数量也越来越多，电池的容量需求也越来越大。汽车的续航里程和电池的使用寿命成了司机和工程师们尤为关注的问题。

目前的新能源电动汽车一般采用恒流恒压模式，预先设定好最高充电电压和截止充电电流，当最高单体电压达到预设的最高充电电压时，开始降低电流进行恒流充电，当充电电流降低到截止充电电流时停止充电。这种充电模式当预设定的最高充电电压过高时会造成动力电池过充，从而影响动力电池循环寿命。如果预设的最高充电电压过低则不能发挥动力电池的最佳性能，不能发挥动力电池的最佳续航能力。

针对上述存在的问题，现有的中国专利文献公开了一种电动汽车动力电池智能充电模块【申请号：CN201110075371.2】，包括一个智能控制器、一个具有电磁隔离的DC/DC或AC/DC变流器和一个充电均衡电路，变流器的输入端接直流母线或交流电，输出端接动力电池组的正、负极，充电均衡电路与动力电池组并联设置，智能控制器对变流器的输出电流、电压以及动力电池组中的各单体电池的电压、温度进行采样，经过智能运算后输出控制信号来控制变流器和充电均衡电路的工作状态。该发明虽然实现了对电池组中的所有单体电池快速、均衡、安全充电，但是该发明不能根据动力电池所处的环境温度采用不同的充电倍率对动力电池充电，充电效率低，而且在低温环境下对电池进行充电将会影响动力电池的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种具备智能充电模式的动力电池，该具备智能充电模式的动力电池所要解决的技术问题是：如何根据电池的不同情况实现对电池充电模式的智能调节，提高动力电池的循环寿命和续航里程。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种具备智能充电模式的动力电池，包括电源模块、微控制器、由若干个单体电池串联组成的电池组、用于检测电池组充电电压的电压检测模块以及用于对各单体电池的温度进行采集的温度采集集成模块，所述电压检测模块和温度采集集成模块均与微控制器的输入端连接，所述动力电池还包括恒流充电模块、恒压充电模块、充电电流选择模块和开关管控制模块，所述电源模块、开关管控制模块、恒流充电模块和电池组依次串联成回路，所述恒压充电模块的两端分别与开关管控制模块和电池组连接，所述微控制器的输出端分别与充电电流选择模块和开关管控制模块连接。

本具备智能充电模式的动力电池的工作原理为：微控制器根据电压检测模块采集的电压情况，控制开关管控制模块选择恒流充电模块对电池组进行充电，或者选择恒压充电模块对电池组进行充电，根据温度采集集成模块采集的温度情况，控制充电电流选择模块对恒流充电模式下的电流充电倍率进行调节，实现根据电池组的不同情况对电池组进行智能充电，避免对电池组造成过充电的问题，能够起到提高电池的循环寿命和续航里程的作用。

在上述的具备智能充电模式的动力电池中，所述动力电池还包括用于对各单体电池的电压进行采集的电压采集集成模块以及若干个均与微控制器连接的充电均衡模块，各充电均衡模块分别对应并联连接一个单体电池。设置充电均衡模块能够均衡各个单体电池的电压特性，提高每个单体电池性能的一致性，提高动力电池的循环寿命。

在上述的具备智能充电模式的动力电池中，所述充电均衡模块包括串联连接的继电器和电阻。在电压采集集成模块采集到某个单体电池超过设定值时，微控制器控制相应的继电器接通，该单体电池对电阻进行放电，从而降低该单体电池的电压，避免单体电池过充，影响动力电池的循环寿命。

在上述的具备智能充电模式的动力电池中，所述温度采集集成模块包括若干个与单体电池相对应设置的温度传感器。温度传感器对单体电池的温度情况进行采集，便于对单体电池的温度进行控制，进而能够选择合适的充电倍率对电池组进行充电，提高动力电池的充电效率以及动力电池的使用寿命。

在上述的具备智能充电模式的动力电池中，所述动力电池还包括与微控制器连接的加热器和散热器。加热器和散热器的设置，能够使动力电池加热或降温到动力电池的最佳工作温度，避免在温度过低或过高时对动力电池进行充电影响动力电池使用寿命的情况。

在上述的具备智能充电模式的动力电池中，所述电源模块包括交流变换模块和整流滤波模块，所述交流变换模块通过整流滤波模块与开关管控制模块连接。交流变化模块与市电连接，用于将220v市电变成低压交流电，低压交流电经过整流滤波模块变成直流电，进而通过开关管控制模块选择恒流充电还是恒压充电。

在上述的具备智能充电模式的动力电池中，所述电压检测模块、温度采集集成模块和电压采集集成模块通过SPI总线与微控制器连接。通过SPI总线进行信息通讯，能够节省线路连接。

在上述的具备智能充电模式的动力电池中，所述开关管控制模块包括MOS管或者继电器。

与现有技术相比，本具备智能充电模式的动力电池具有以下优点：

1、本实用新型能够根据温度采集集成模块采集的温度，采用不同的充电倍率对动力电池进行充电，根据动力电池的充电电压，选择恒流充电模块对动力电池进行充电或者选择恒压充电模块对动力电池进行充电，实现根据电池的不同情况对动力电池进行充电，提高动力电池循环寿命。

2、本实用新型在每个单体电池上并联充电均衡模块，对各个单体电池的电压进行均衡，提高每个单体电池性能的一致性，使动力电池达到最佳使用性能，发挥动力电池的最佳续航能力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、电源模块；2、恒流充电模块；3、恒压充电模块；4、开关管控制模块；5、充电电流选择模块；6、电池组；7、充电均衡模块；8、微控制器；9、温度采集集成模块；10、电压检测模块；11、电压采集集成模块；12、SPI总线。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本具备智能充电模式的动力电池包括电源模块1、微控制器8、由若干个单体电池串联组成的电池组6、用于检测电池组6充电电压的电压检测模块10以及用于对各单体电池的温度进行采集的温度采集集成模块9，所述电压检测模块10和温度采集集成模块9均与微控制器8的输入端连接，其特征在于，所述动力电池还包括恒流充电模块2、恒压充电模块3、充电电流选择模块5和开关管控制模块4，所述电源模块1、开关管控制模块4、恒流充电模块2和电池组6依次串联成回路，所述恒压充电模块3的两端分别与开关管控制模块4和电池组6连接，所述微控制器8的输出端分别与充电电流选择模块5和开关管控制模块4连接。

作为优选方案，动力电池还包括用于对各单体电池的电压进行采集的电压采集集成模块11以及若干个均与微控制器8连接的充电均衡模块7，各充电均衡模块7分别对应并联连接一个单体电池。设置充电均衡模块7能够均衡各个单体电池的电压特性，提高每个单体电池性能的一致性，提高动力电池的循环寿命。

作为优选方案，充电均衡模块7包括串联连接的继电器和电阻。在电压采集集成模块11采集到某个单体电池超过设定值时，微控制器8控制相应的继电器接通，该单体电池对电阻进行放电，从而降低该单体电池的电压，避免单体电池过充，影响动力电池的循环寿命。

作为优选方案，温度采集集成模块9包括若干个与单体电池相对应设置的温度传感器。温度传感器对单体电池的温度情况进行采集，便于对单体电池的温度进行控制，进而能够选择合适的充电倍率对电池组6进行充电，提高动力电池的充电效率以及动力电池的使用寿命。

作为优选方案，动力电池还包括与微控制器8连接的加热器和散热器。加热器和散热器的设置，能够使动力电池加热或降温到动力电池的最佳工作温度，避免在温度过低或过高时对动力电池进行充电影响动力电池使用寿命的情况。

作为优选方案，电源模块1包括交流变换模块和整流滤波模块，交流变换模块通过整流滤波模块与开关管控制模块4连接。交流变化模块与市电连接，用于将220V市电变成低压交流电，低压交流电经过整流滤波模块变成直流电，进而通过开关管控制模块4选择恒流充电还是恒压充电。

作为优选方案，电压检测模块10、温度采集集成模块9和电压采集集成模块11通过SPI总线12与微控制器8连接。

作为优选方案，开关管控制模块4包括MOS管或者继电器。

本具备智能充电模式的动力电池的具体工作方式为：220V市电通过电源模块1中的交流变换模块变为低压交流电，低压交流电通过整流模块变成稳定的直流电，在充电开始时，电压检测模块10检测到的电池组6两端电压较低，微控制器8控制开关管控制模块4控制恒流充电模块2这一路接通电源模块1，通过恒流充电的方式对电池组6进行充电，微控制器8根据温度采集集成模块9采集到的各单体电池的温度，控制充电电流选择模块5选择合适的充电倍率对电池组6进行充电，作为优选，充电电流选择模块5包括若干个并联连接的电阻，每个电阻上对应连接一个继电器，通过控制电阻的并联个数来调节充电的电流大小，电压检测模块10检测到电池组6两端的电压达到设定值时，微控制器8控制开关管控制模块4控制恒压充电模式这一路接通电源模块1，通过恒压充电的方式对电池组6进行充电，实现根据动力电池的不同情况进行智能充电，使动力电池发挥最佳性能，进而使动力电池达到最佳续航能力。在电池组6充电过程中，微控制器8根据温度采集集成模块9输送的信号，发现某单体电池电压超过设定值时，启动对该单体电池进行均衡，提高每个单体电池性能的一致性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种具备智能充电模式的动力电池，包括电源模块(1)、微控制器(8)、由若干个单体电池串联组成的电池组(6)、用于检测电池组(6)充电电压的电压检测模块(10)以及用于对各单体电池的温度进行采集的温度采集集成模块(9)，所述电压检测模块(10)和温度采集集成模块(9)均与微控制器(8)的输入端连接，其特征在于，所述动力电池还包括恒流充电模块(2)、恒压充电模块(3)、充电电流选择模块(5)和开关管控制模块(4)，所述电源模块(1)、开关管控制模块(4)、恒流充电模块(2)和电池组(6)依次串联成回路，所述恒压充电模块(3)的两端分别与开关管控制模块(4)和电池组(6)连接，所述微控制器(8)的输出端分别与充电电流选择模块(5)和开关管控制模块(4)连接。

2.根据权利要求1所述的具备智能充电模式的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括用于对各单体电池的电压进行采集的电压采集集成模块(11)以及若干个均与微控制器(8)连接的充电均衡模块(7)，各充电均衡模块(7)分别对应并联连接一个单体电池。

3.根据权利要求2所述的具备智能充电模式的动力电池，其特征在于，所述充电均衡模块(7)包括串联连接的继电器和电阻。

4.根据权利要求1或2或3所述的具备智能充电模式的动力电池，其特征在于，所述温度采集集成模块(9)包括若干个与单体电池相对应设置的温度传感器。

5.根据权利要求1或2或3所述的具备智能充电模式的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括与微控制器(8)连接的加热器和散热器。

6.根据权利要求1或2或3所述的具备智能充电模式的动力电池，其特征在于，所述电源模块(1)包括交流变换模块和整流滤波模块，所述交流变换模块通过整流滤波模块与开关管控制模块(4)连接。

7.根据权利要求2或3所述的具备智能充电模式的动力电池，其特征在于，所述电压检测模块(10)、温度采集集成模块(9)和电压采集集成模块(11)通过SPI总线(12)与微控制器(8)连接。

8.根据权利要求1或2或3所述的具备智能充电模式的动力电池，其特征在于，所述开关管控制模块(4)包括MOS管或者继电器。