電池分容柜的大電流充放電電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池分容柜的大電流充放電電路，其包括：待分容電池接口、電流檢測電路、充放電轉(zhuǎn)換電路、直流輸入接口以及MCU控制單元，所述電流檢測電路用于采集待分容電池接入端的電流大小，所述充放電轉(zhuǎn)換電路用于實現(xiàn)對待分容電池的充放電，所述MCU控制單元用于對充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號以及實時監(jiān)控待分容電池的兩端端電壓。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：1）可實現(xiàn)大電流充放電，縮短了電池的分容周期；2）減少了電池的生產(chǎn)成本。
【專利說明】電池分容柜的大電流充放電電路
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電池分容柜的大電流充放電電路。【【背景技術(shù)】】
[0002]鋰離子電池作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分，它憑借其重量輕、比能量高、工作電壓高、壽命長、自放電低等優(yōu)點，得到了長足的發(fā)展，并迅速應(yīng)用于各種現(xiàn)代化移動通訊設(shè)備和便攜式電子設(shè)備領(lǐng)域中。隨著能源危機的愈演愈烈，各國都在尋找最合適的汽車能源的替代品，鋰離子電池由于其具備上述的優(yōu)勢，逐漸成為各汽車廠家優(yōu)選的新能源。
[0003]為了適應(yīng)汽車能源的需求，現(xiàn)有的鋰離子電池的容量也是越來越大，而工廠都是采用分容柜來實現(xiàn)第一次充電和分容的。然而，現(xiàn)有分容柜的充電/放電電流一般為2~5A，這種分容柜，能夠滿足小容量的電池的分容需要，但它在分容大容量電池，尤其是動力電池時，它的充放電電流相對太小，充放電時間太長，這極大延長電池生產(chǎn)周期，增加電池生產(chǎn)成本，制約了電池的生產(chǎn)。
[0004]鑒于以上弊端，實有必要提供一種改進的電池分容柜的大電流充放電電路以克服上述缺陷。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明為了克服上述的缺陷，提供了一種改進的電池分容柜的大電流充放電電路。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種電池分容柜的大電流充放電電路，其包括:待分容電池接口、電流檢測電路、充放電轉(zhuǎn)換電路、直流輸入接口以及MCU控制單元，所述電流檢測電路用于采集待分容電池接入端的電流大小，所述充放電轉(zhuǎn)換電路用于實現(xiàn)對待分容電池的充放電，所述MCU控制單元用于對充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號以及實時監(jiān)控待分容電池的兩端端電壓。
[0007]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進，所述電流檢測電路包括電流采集芯片Ul、電容Cl、C2以及電阻Rl，所述電流采集芯片Ul至少還包括連接待分容電池正極和連接充放電轉(zhuǎn)換電路的第一引腳。
[0008]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進，所述充放電轉(zhuǎn)換電路包括變壓器Tl、MOS管Q1、M0S管Q2和電阻R2、R3，其中，MOS管Ql與R2串聯(lián)后形成支路以及MOS管Q2與R3串聯(lián)形成支路，該兩支路的兩端分別連接至變壓器Tl和MCU控制單元。
[0009]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進，所述MCU控制單元對充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號，其用于控制MOS管Ql或MOS管Q2導通時間的長短。
[0010]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進，所述變壓器Tl至少一第二引腳向外延伸連接有繼電器K1，所述繼電器Kl可選擇性的連接至直流輸入接口或電阻R6。
[0011]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進，所述電池分容柜的大電流充放電電路還包括電源轉(zhuǎn)換器U3，所述電源轉(zhuǎn)換器U3用于將220V市電轉(zhuǎn)換成MCU控制單元U2和電流采集芯片Ul的工作電壓。
[0012]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進，所述電流檢測電路的兩端還并聯(lián)有電容C3。
[0013]作為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的一種改進，所述充放電轉(zhuǎn)換電路的兩端還并聯(lián)有電容C4。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0015]I)可實現(xiàn)大電流充放電，縮短了電池的分容周期；
[0016]2)減少了電池的生產(chǎn)成本。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路及其有益技術(shù)效果進行詳細說明。
[0018]附圖1為本發(fā)明電池分容柜的大電流充放電電路的電路圖。
【【具體實施方式】】
[0019] 請參考圖1所示，本發(fā)明一種電池分容柜的大電流充放電電路，其包括電池接口B+、B-, AC市電輸入端口 L、N，12V輸入端口 12V+、12V_，電源轉(zhuǎn)換U3，MCU控制單元U2，電流采樣芯片Ul,電容Cl、C2，電阻RU R2、R3、R4R5、R6，電解電容C3、C4，變壓器Tl、繼電器Kl、MOS 管 Ql、MOS 管 Q2，三極管 Q3。
[0020]其中，電流采集芯片Ul與電容Cl、C2,電阻Rl組成電流檢測電路，并通過電流采集芯片Ul (電流采集芯片的引腳為第一引腳)的1、2腳與3、4腳串接在B+與變壓器T (變壓器的引腳為第二引腳)的1、2、3腳之間，電解電容C3并聯(lián)在電流采集芯片Ul的1、2腳與B之間，電解電容C4并聯(lián)在繼電器的I腳和12V輸入端口 12V+U2V-之間；變壓器Tl，MOS管Q1、M0S管Q2和電阻R2、R3組成充放電轉(zhuǎn)換電路，串接在電流采集芯片Ul的1、2腳和繼電器的I腳之間。繼電器Kl是12V電源與放電電阻R6的切換器，Kl的I腳連接Tl的10、
11、12腳，Kl的2腳連接12V輸入端口 12V+，放電電阻R6串聯(lián)在Kl的3腳與12V-之間。電阻R5串聯(lián)在U3的3腳和Kl的5腳之間，三極管Q3的I腳與電阻R4、MCU控制單元、電流采集芯片Ul的8腳連接，Q3的2腳與Kl的4腳連接，Q3的3腳與12V-端連接。電源轉(zhuǎn)換U2的1、2腳與AC市電的L、N端連接，U2的34腳與U2的56腳，Ul的8腳連接。MCU控制U2的I腳與R2連接，電源轉(zhuǎn)換U2的2腳與R3連接，U2的7腳與Rl連接，電源轉(zhuǎn)換U2的3、4腳并聯(lián)電池連接B+與B-端口。
[0021]其工作原理是:220V、AC、50Hz的市電經(jīng)AC輸出端口輸入，通過電源轉(zhuǎn)換模塊U3的轉(zhuǎn)換，將220V市電轉(zhuǎn)換成MCU控制模塊U2和電流檢測電路中Ul的工作電壓。將要分容電池通過電池連接端B+、B-接入電路，MCU控制模塊U2同電流采樣單元Ul提供的電流信號和MCU控制模塊U2的3、4腳采集的電池電壓信號。判定電池狀態(tài)，設(shè)置電路為充電模式或放電模式，為電路下一步工作做好準備。
[0022]若是充電模式，MCU控制單元U2的8輸出低電平，繼電器Kl的I腳與2腳相連，U2的I輸出一高電平，使MOS管Ql處于導通狀態(tài)，U2的2腳輸出PWM信號，用以控制MOS管Q2的導通與截止，此時，外部提供的12V直流電壓，經(jīng)12V輸入端口，繼電器Kl加在由變壓器TlMOS管Q1Q2和電阻R2，R3組成的充放電控制單元，并經(jīng)它的能量控制轉(zhuǎn)化，通過電流采樣單元和電池連接端口對電池進行充電,充電電流,可通過電流采集單元UI的電流采樣，MCU控制單元U2的設(shè)置來調(diào)節(jié)的。當充電電流小于設(shè)置電流值時。U2的2腳輸出的PWM波的占空比增大，MOS管Q2的導通時間增大，電池得到的單位時間能量增大，充電電流就會上升，達到設(shè)定值；當充電電流大于設(shè)定值時。U2的2腳輸出的PWM波的占空比減小，MOS管Q2的導通時間減小，電池得到的單位時間能量減小，充電電流就會下降，達到設(shè)定值。并且，在整個充電過程中，MCU控制單元U2對電池充電電壓進行監(jiān)控，用電池電壓判定電池的充電狀態(tài)，對充電電流進行時間的累積，計算出充電容量。
[0023]若是放電模式，MCU控制單元U2的8輸出高電平，繼電器Kl的I腳與3腳相連，U2的2輸出一高電平，使MOS管Q2處于導通狀態(tài)，U2的I腳輸出PWM信號，用以控制MOS管Ql的導通與截止，此時，待測電池的電壓經(jīng)電池連接B+B-端口，電流檢測單元Ul加在由變壓器TlMOS管Q1Q2和電阻R2，R3組成的充放電控制單元，并經(jīng)它進行能量轉(zhuǎn)化，通過繼電器Kl的I腳與3腳的傳遞，由電阻R6進行放電，放電電流可通過電流采集單元Ul的電流采樣，MCU控制單元U2的設(shè)置，來調(diào)節(jié)的。當放電電流小于設(shè)置電流值時。U2的I腳輸出的PWM波的占空比增大，MOS管Ql的導通時間增大，電阻R6得到的單位時間能量增大，放電電流就會上升，達到設(shè)定值；當放電電流大于設(shè)定值時。U2的I腳輸出的PWM波的占空比減小，MOS管Ql的導通時間減小，電阻R6得到的單位時間能量減小，放電電流就會下降，達到設(shè)定值。并且，在整個放電過程中，MCU控制單元U2對電池放電電壓進行監(jiān)控，用電池電壓判定電池的放電狀態(tài)，對放電電流進行時間的累積，計算出放電容量。
[0024]本發(fā)明一種電池分容柜的大電流充放電電路，并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。
【權(quán)利要求】
1.一種電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于，包括:待分容電池接口、電流檢測電路、充放電轉(zhuǎn)換電路、直流輸入接口以及MCU控制單元，所述電流檢測電路用于采集待分容電池接入端的電流大小，所述充放電轉(zhuǎn)換電路用于實現(xiàn)對待分容電池的充放電，所述MCU控制單元用于對充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號以及實時監(jiān)控待分容電池的兩端端電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電池 分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述電流檢測電路包括電流采集芯片U1、電容C1、C2以及電阻Rl，所述電流采集芯片Ul至少還包括連接待分容電池正極和連接充放電轉(zhuǎn)換電路的第一引腳。
3.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述充放電轉(zhuǎn)換電路包括變壓器Tl、MOS管Ql、MOS管Q2和電阻R2、R3，其中，MOS管Ql與R2串聯(lián)后形成支路以及MOS管Q2與R3串聯(lián)形成支路，該兩支路的兩端分別連接至變壓器Tl和MCU控制單兀。
4.如權(quán)利要求3所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述MCU控制單元對充放電轉(zhuǎn)換電路發(fā)出脈寬調(diào)制信號，其用于控制MOS管Ql或MOS管Q2導通時間的長短。
5.如權(quán)利要求3所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述變壓器Tl至少一第二引腳向外延伸連接有繼電器K1，所述繼電器Kl可選擇性的連接至直流輸入接口或電阻R6。
6.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述電池分容柜的大電流充放電電路還包括電源轉(zhuǎn)換器U3，所述電源轉(zhuǎn)換器U3用于將220V市電轉(zhuǎn)換成MCU控制單元U2和電流采集芯片Ul的工作電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述電流檢測電路的兩端還并聯(lián)有電容C3。
8.如權(quán)利要求1所述的電池分容柜的大電流充放電電路，其特征在于:所述充放電轉(zhuǎn)換電路的兩端還并聯(lián)有電容C4。
【文檔編號】H02J7/00GK103904714SQ201210584607
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】李瑤 申請人:深圳市沃特瑪電池有限公司