專利名稱：一種電池組充電管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電池組充電技術領域，具體涉及一種電池組充電管理系統(tǒng)。
背景技術：
電動車的電池一般是由多節(jié)較大容量單體電池串聯而成的電池組，電池組需要經 常充電，為了加快充電速度，一般是將所有的單體電池串接于電路中采用穩(wěn)流方式充電，由 于單體電池之間的電壓、儲存的電能等存在不一致性，均衡充電(充電完成時讓每塊單體電 池的電壓、儲存的電能基本一致)的難度很大，而且，使用次數的增加、溫度變化等因素都會 加大單體電池彼此間的差距，均衡充電更加困難，長期充電不均會降低電池組的使用水平 和使用壽命，嚴重影響電動車的性能，因此，電池組的均衡充電就顯得尤為重要?，F有技術中均衡充電方式有(1)將單體電池串聯，改變充電機的充電模式，先采 用穩(wěn)流充電模式將電池儲能充至80%至90% ；然后采用穩(wěn)壓充電模式對電池組充電，直到部 分單體電池的電壓達到額定值。(2)將單體電池并列，分別對單體電池進行充電。方式(1)不過是對全部串聯充電的一種缺陷修正，但效果不甚理想。幾十上百塊 電池的內阻差異無法避免，隨著充放電次數的增多，差異漸次增大。任何一塊單體電池的電 壓達到標定值時，為保護電池，只能是馬上停止充電，而此時有的單體電池的電壓還不足標 定值的百分之七十。方式(2)雖然能達到均衡充電，但是充電時間過長，給用戶的使用造成 了很大的不便。

實用新型內容為了解決上述問題，本實用新型提供一種可快速、均衡充電的電池組充電管理系 統(tǒng)。一種電池組充電管理系統(tǒng)，包括電池組、充電機、管理單元和充電控制單元，所述 管理單元包括監(jiān)測電池組實時信息的電池信息監(jiān)測單元，以及處理電池組實時信息并發(fā)出 控制指令的中央處理器；所述電池信息監(jiān)測單元輸入端與電池組連接，輸出端與中央處理 器連接；所述充電控制單元包括控制快速充電回路開關的第一控制部件，控制單體電池充 電回路開關的第二控制部件，以及控制單體電池充電的單體電池充電控制單元；所述中央 處理器分別與第一控制部件、第二控制部件和單體電池充電控制單元連接；所述快速充電回路包括由充電機、第一控制部件和電池組組成的回路，此時所述 電池組中的單體電池串聯于回路中；所述單體電池充電回路包括由充電機、第二控制部件、單體電池充電控制單元和 電池組組成的回路，所述第二控制部件分別與充電機和單體電池充電控制單元連接，所述 單體電池充電控制單元分別與每個單體電池連接，此時所述電池組中的單體電池并聯于回 路中。其中，所述電池信息監(jiān)測單元包括獲取每個單體電池實時信息的信號采集單元，以及對所采集的信號進行信息轉換的信號隔離器；所述信號采集單元的輸入端與電池組連 接，輸出端與信號隔離器的輸入端連接，所述信號隔離器的輸出端與中央處理器連接。其中，所述充電機還包括控制充電機充電模式的充電機控制單元，所述充電機控 制單元與中央處理器連接。其中，所述第一控制部件包括分別控制充電機與電池組正、負極連通或斷開的第
一開關和第二開關。其中，所述第二控制部件包括分別控制充電機與電池組正、負極連通或斷開的第 三開關和第四開關。其中，所述電池組充電管理系統(tǒng)還包括控制充電機與外部充電電源連通或斷開的 充電機開關。本實用新型的有益效果是一種電池組充電管理系統(tǒng)，包括電池組、充電機、管理 單元和充電控制單元，所述管理單元包括監(jiān)測電池組實時信息的電池信息監(jiān)測單元，以及 處理電池組實時信息并發(fā)出控制指令的中央處理器；所述電池信息監(jiān)測單元輸入端與電池 組連接，其輸出端與中央處理器連接；所述充電控制單元包括控制快速充電回路開關的第一控制部件，控制單體電池充 電回路開關的第二控制部件，以及控制單體電池充電的單體電池充電控制單元；所述中央 處理器分別與第一控制部件、第二控制部件和單體電池充電控制單元連接；所述快速充電回路包括由充電機、第一控制部件和電池組組成的回路，此時所述 電池組中的單體電池串聯于回路中；所述單體電池充電回路包括由充電機、第二控制部件、單體電池充電控制單元和 電池組組成的回路，所述第二控制部件分別與充電機和單體電池充電控制單元連接，所述 單體電池充電控制單元分別與每個單體電池連接，此時所述電池組中的單體電池并聯于回 路中本實用新型采用串聯的快速充電回路和并聯的單體電池充電回路配合著對電池 組進行充電，達到了快速、均衡充電的效果，延長了電池的使用壽命，提高了電動車的效率。

[0020]圖1為本實用新型的電池組充電管理系統(tǒng)的結構示意圖。[0021]圖2為本發(fā)明的電池組充電管理系統(tǒng)的管理方法的流程示意圖。[0022]附圖標記說明如下[0023]1 一電池組；2—充電機；[0024]3一中央處理器；4一充電控制單元；[0025]5—充電機開關；11一單體電池；[0026]21—充電機控制單元；31—電池信息監(jiān)測單元；[0027]32—中央處理器；41一單體電池充電控制單元；[0028]311—信號采集單元；312—信號隔離器；[0029]421—第一開關；422—第二開關；[0030]431—第三開關；432—第四開關。
具體實施方式
為了使實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例， 對本實用新型進行進一步詳細說明。具體實施例參見圖1，一種電池組充電管理系統(tǒng)，包括電池組1、充電機2、管理單元3和充電控 制單元4，所述管理單元3包括監(jiān)測電池組1實時信息的電池信息監(jiān)測單元31，以及處理電 池組1實時信息并發(fā)出控制指令的中央處理器32 ；所述電池信息監(jiān)測單元31輸入端與電 池組1連接，其輸出端與中央處理器32連接；所述充電控制單元4包括控制快速充電回路開關的第一控制部件，控制單體電池 充電回路開關的第二控制部件，以及控制單體電池充電的單體電池充電控制單元41 ；所述 中央處理器32分別與第一控制部件、第二控制部件和單體電池充電控制單元41連接；所述快速充電回路包括由充電機2、第一控制部件和電池組1組成的回路，此時所 述電池組1中的單體電池11串聯于回路中；所述單體電池充電回路包括由充電機2、第二控制部件、單體電池充電控制單元 41和電池組1組成的回路，所述第二控制部件分別與充電機2和單體電池充電控制單元41 連接，所述單體電池充電控制單元41分別與每個單體電池11連接，此時所述電池組中的單 體電池并聯于回路中。所述第二控制部件控制充電機2與單體電池充電控制單元41的連 通或斷開，所述單體電池充電控制單元41分別控制單體電池11的充電。采用串聯的快速充電回路和并聯的單體電池充電回路配合著對電池組進行充電， 達到了快速、均衡充電的效果，延長了電池的使用壽命，提高了電動車的效率。其中，所述電池信息監(jiān)測單元31包括獲取每個單體電池實時信息的信號采集單 元311，以及對所采集的信號進行信息轉換的信號隔離器312 ；所述信號采集單元311與電 池組1連接，采集的信號由信號隔離器312處理后發(fā)送至中央處理器32。其中，所述充電機2還包括控制充電機充電模式的充電機控制單元21，所述充電 機控制單元21與中央處理器32連接。其中，所述第一控制部件包括分別控制充電機2與電池組1正、負極連通或斷開的
第一開關和第二開關。其中，所述第二控制部件包括分別控制充電機2與電池組1正、負極連通或斷開的 第三開關和第四開關。其中，所述電池組充電管理系統(tǒng)還包括控制充電機2與外部充電電源連通或斷開 的充電機開關5。單獨增設充電機開關5可以人為控制充電機2的啟動，防止接入外界電源 時發(fā)生觸電等危險。電池組充電管理系統(tǒng)的工作原理包括以下步驟A.電池信息監(jiān)測單元31獲取每個單體電池11的實時信息，將其處理后的信息傳 送至中央處理器32 ；B.步驟一中央處理器32判斷所有單體電池11的電壓是否都未達到單體電 池11的均衡電壓若否，則選擇快速充電回路和穩(wěn)壓充電模式對電池組1充電；若是，則選擇快速充電回路和穩(wěn)流充電模式對電池組1充電；[0048]步驟二 中央處理器32判斷所有單體電池11的電壓是否都未達到單體電池11的 標稱電壓若否，則選擇單體電池充電回路和穩(wěn)壓充電模式對電池組1充電；若是，則選擇快速充電回路和穩(wěn)壓充電模式對電池組1充電；步驟三中央處理器32判斷每個單體電池11的電壓是否達到標稱電壓若是，則斷開該單體電池的充電電路；若否，則電池組1繼續(xù)充電，直至每個單體電池11都斷開充電電路；其中，標稱電壓指的是電池開路輸出電壓，也就是不接任何負載，沒有電流輸出的 電壓值。也可以認為這是該電源的輸出電壓上限；均衡電壓大于零且小于單體電池11的標 稱電壓。其中，所述B步驟的具體步驟包括所述步驟一的具體步驟為B1.中央處理器32判斷所有單體電池11的電壓 是否都未達到單體電池11的均衡電壓，選擇相應的充電電路和充電機模式，充電機2對電 池組1充電Bll.若否，則中央處理器32向充電控制單元4的第一控制部件和第二控制部件 發(fā)出指令，第一控制部件連通快速充電回路，第二控制部件斷開單體電池充電回路；中央處 理器32同時向充電機2的充電機控制單元21發(fā)出指令，充電機控制單元21控制充電機2 采用穩(wěn)壓充電模式充電；B12.若是，則中央處理器32向充電控制單元4的第一控制部件和第二控制部件 發(fā)出指令，第一控制部件連通快速充電回路，第二控制部件斷開單體電池充電回路；中央處 理器32同時向充電機2的充電機控制單元21發(fā)出指令，充電機控制單元21控制充電機2 采用穩(wěn)流充電模式充電，直至單體電池11的電壓滿足Bll ；所述步驟二的具體步驟為B2.中央處理器32判斷所有單體電池11的電壓 是否都未達到單體電池11的標稱電壓，選擇相應的充電電路和充電機模式，充電機2對電 池組1充電B21.若否，則中央處理器32向充電控制單元4的第一控制部件和第二控制部件 發(fā)出指令，第一控制部件斷開快速充電回路，第二控制部件連通單體電池充電回路；中央處 理器32同時向充電機2的充電機控制單元21發(fā)出指令，充電機控制單元21控制充電機2 采用穩(wěn)壓充電模式充電；B22.若是，則電池組1充電狀態(tài)繼續(xù)保持B11，直至單體電池11的電壓滿足B21 ；所述步驟三的具體步驟為B3.中央處理器32判斷每個單體電池11的電壓是否 達到標稱電壓若是，則斷開該單體電池11的充電電路；若否，則電池組1充電狀態(tài)繼續(xù)保 持B21，直至每個單體電池11都斷開充電電路。當所選充電電路為單體電池充電回路時，中央處理器32會根據獲取的單體電池 實時信息，確定需要充電的單體電池11，并將該信息發(fā)送到充電控制單元4中的單體電池 充電控制單元41，由單體電池控制單元41分別控制每個單體電池11充電電路的連通和斷開。采用兩種充電模式和兩種充電電路配合充電，達到了快速、均衡充電的效果，延長 了電池的使用壽命，提高了電動車的效率。[0065]其中，所述步驟A包括Al.電池信息監(jiān)測單元31中的信號采集單元311采集每個單體電池11的實時信 息，并將該信息傳送至信號隔離器312 ；A2.信號隔離器312將接收到的信息隔離、轉換成電壓值，并將該值傳送至中央處 理器32。其中，所述單體電池11的均衡電壓為標稱電壓的80%至90%。將均衡電壓定為標 稱電壓的80%至90%，使大部分的充電過程都在穩(wěn)流充電模式下進行，保證了充電速度，同 時避免了充電時電池組1的損壞。以上內容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本實 用新型的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為 對本實用新型的限制。
權利要求1.一種電池組充電管理系統(tǒng)，包括電池組、充電機、管理單元和充電控制單元，所述管 理單元包括監(jiān)測電池組實時信息的電池信息監(jiān)測單元，以及處理電池組實時信息并發(fā)出控 制指令的中央處理器；所述電池信息監(jiān)測單元輸入端與電池組連接，其輸出端與中央處理 器連接；其特征在于所述充電控制單元包括控制快速充電回路開關的第一控制部件，控制單體電池充電回 路開關的第二控制部件，以及控制單體電池充電的單體電池充電控制單元；所述中央處理 器分別與第一控制部件、第二控制部件和單體電池充電控制單元連接；所述快速充電回路包括由充電機、第一控制部件和電池組組成的回路，此時所述電池 組中的單體電池串聯于回路中；所述單體電池充電回路包括由充電機、第二控制部件、單體電池充電控制單元和電池 組組成的回路，所述第二控制部件分別與充電機和單體電池充電控制單元連接，所述單體 電池充電控制單元分別與每個單體電池連接，此時所述電池組中的單體電池并聯于回路 中。
2.如權利要求1所述的一種電池組充電管理系統(tǒng)，其特征在于所述電池信息監(jiān)測單 元包括獲取每個單體電池實時信息的信號采集單元，以及對所采集的信號進行信息轉換的 信號隔離器；所述信號采集單元的輸入端與電池組連接，輸出端與信號隔離器的輸入端連 接，所述信號隔離器的輸出端與中央處理器連接。
3.如權利要求2所述的一種電池組充電管理系統(tǒng)，其特征在于所述充電機還包括控 制充電機充電模式的充電機控制單元，所述充電機控制單元與中央處理器連接。
4.如權利要求2所述的一種電池組充電管理系統(tǒng)，其特征在于所述第一控制部件包 括分別控制充電機與電池組正、負極連通或斷開的第一開關和第二開關。
5.如權利要求2所述的一種電池組充電管理系統(tǒng)，其特征在于所述第二控制部件包 括分別控制充電機與電池組正、負極連通或斷開的第三開關和第四開關。
6.如權利要求2所述的一種電池組充電管理系統(tǒng)，其特征在于所述電池組充電管理 系統(tǒng)還包括控制充電機與外部充電電源連通或斷開的充電機開關。
專利摘要本實用新型公開了一種電池組充電管理系統(tǒng)，包括電池組、充電機、管理單元和充電控制單元，所述管理單元包括監(jiān)測電池組實時信息的電池信息監(jiān)測單元，以及處理電池組實時信息并發(fā)出控制指令的中央處理器；所述電池信息監(jiān)測單元輸入端與電池組連接，輸出端與中央處理器連接；所述充電控制單元包括控制快速充電回路開關的第一控制部件，控制單體電池充電回路開關的第二控制部件，以及控制單體電池充電的單體電池充電控制單元；所述中央處理器分別與第一控制部件、第二控制部件和單體電池充電控制單元連接。本實用新型采用快速充電回路和單體電池充電回路配合給電池組充電，達到了快速、均衡充電的效果，延長了電池的使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK201854071SQ20102062738
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權日2010年11月26日
發(fā)明者李月亮 申請人:東莞洲亮通訊科技有限公司