專利名稱：鋰離子電池組均衡充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池充電裝置，尤其是涉及一種鋰離子電池組均衡充電裝置。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有比能量大、體積小、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是電子設(shè)備的理想電源，目前已被廣泛應(yīng)用于能源、通訊、國(guó)防、海事等諸多重要領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用中 通常將多個(gè)單體鋰離子電池經(jīng)串聯(lián)或者并聯(lián)后構(gòu)成電池組來(lái)使用。由于制造工藝等原因，電池組中各單體電池之間存在不一致性。連續(xù)的充放電循環(huán)導(dǎo)致的差異，也會(huì)使某些單體電池的容量加速衰減。而串聯(lián)電池組的容量是由單體電池的最小容量決定的，因此這些差異將使電池組的使用壽命縮短。為了減小不平衡性對(duì)鋰電池組的影響，在充電過(guò)程中，要使用均衡電路。目前，對(duì)于鋰電池組進(jìn)行均衡管理的方案主要有2種，能耗型和回饋型。能耗型是指給各個(gè)單體電池提供并聯(lián)支路，將電壓過(guò)高的單體電池通過(guò)分流轉(zhuǎn)移電能達(dá)到均衡目的?；仞佇褪侵竿ㄟ^(guò)能量轉(zhuǎn)換器將單體之間的偏差能量饋送回電池組或電池組中的某些單體。能耗型的均衡充電方法的缺點(diǎn)在于無(wú)謂的能耗，不利于提高電池充電效率，而且發(fā)熱嚴(yán)重。回饋型的均衡充電方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于能量在電池間搬移需要使用到許多開關(guān)元件和儲(chǔ)能元件，電路復(fù)雜，控制困難，目前主要停留在理論研究上，未見實(shí)用方案報(bào)道。目前用在電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車上的大容量動(dòng)力二次電池的充電，都還未能有均衡充電的措施，這對(duì)電池的使用壽命是有影響的。因此，給出種實(shí)用的大容量電池均衡充電的解決方案是必要的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決串聯(lián)電池組充電不均衡導(dǎo)致電池組有效容量小、使用壽命縮短等問(wèn)題，提供一種可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電池組均衡充電，可避免能耗型均衡充電的電能的無(wú)謂浪費(fèi)以及回饋型電路復(fù)雜控制困難等問(wèn)題的鋰離子電池組均衡充電裝置。本實(shí)用新型設(shè)有充電器、電池電壓測(cè)量電路、程序控制器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、狀態(tài)指示模塊；所述充電器并接于待充電的鋰離子電池組的單體電池，所述電池電壓測(cè)量電路并接于待充電的鋰離子電池組的單體電池，所述待充電的鋰離子電池組的各單體電池串聯(lián)，所述電池電壓測(cè)量電路的輸出端接程序控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸入端，程序控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸出端接狀態(tài)指示模塊的輸入端。所述充電器是一種先恒流后恒壓充電電路，每一個(gè)單體電池對(duì)應(yīng)一個(gè)充電器，它為待充電池組提供充電電流。所述電池電壓測(cè)量電路用于采集每一個(gè)單體電池的電壓。所述程序控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊執(zhí)行整個(gè)充電裝置的各種程序控制并存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。所述狀態(tài)指示模塊用于指示每個(gè)單體電池的充電狀態(tài)。[0010]所述程序控制器可采用CPU。使用時(shí)，本實(shí)用新型對(duì)待充電的鋰離子電池組的每個(gè)單體電池進(jìn)行獨(dú)立充電，同時(shí)對(duì)每個(gè)單體電池進(jìn)行電壓采樣以得到每個(gè)單體電池的實(shí)際電壓值。對(duì)達(dá)到充電截止電壓的單體電池，利用程序控制器控制充電器停止對(duì)其充電，并記錄充電所用時(shí)間，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。程序控制器根據(jù)存儲(chǔ)模塊中的每個(gè)單體電池的充電時(shí)間，改變充電器的恒流充電電流強(qiáng)度，縮短了電池組的充電時(shí)間。采用本實(shí)用新型提供的用于串聯(lián)電池組的均衡充電裝置，解決了串聯(lián)電池組充電不均衡的問(wèn)題，完全實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)電池組的電壓均衡，有效地提高了電池組的容量和壽命，并且能有效的縮短電池組的充電時(shí)間。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。在圖I中，各標(biāo)記為1.充電器， 2.電池電壓測(cè)量電路，3.程序控制器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，4.狀態(tài)指示模塊，5.待充電的鋰離子電池組。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明。參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)有充電器I、電池電壓測(cè)量電路2、程序控制器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3和狀態(tài)指示模塊4 ;所述充電器I并接于待充電的鋰離子電池組5的各単體電池，所述電池電壓測(cè)量電路2并接于待充電的鋰離子電池組5的各單體電池上，所述待充電的鋰離子電池組5的各單體電池串聯(lián)，所述電池電壓測(cè)量電路2的輸出端接程序控制器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3的輸入端，程序控制器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3的輸出端接狀態(tài)指示模塊4的輸入端。所述充電器I是ー種先恒流后恒壓充電電路，每ー個(gè)單體電池對(duì)應(yīng)ー個(gè)充電器，它為待充電池組提供充電電流。所述電池電壓測(cè)量電路2用于采集每ー個(gè)単體電池的電壓。所述程序控制器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3執(zhí)行整個(gè)充電裝置的各種程序控制并存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。所述狀態(tài)指示模塊4用于指示每個(gè)單體電池的充電狀態(tài)。所述程序控制器可采用CPU。若干只充電器I對(duì)應(yīng)連接在相應(yīng)的單體電池兩端，用于在程序控制器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3的控制下對(duì)相應(yīng)的待充電池進(jìn)行充電。充電器是ー個(gè)先恒流、后恒壓的充電單元，滿足鋰離子電池的充電要求。充電時(shí)，當(dāng)單體電池電壓還未充到其最高充電電壓時(shí)，充電器表現(xiàn)為恒流源為充電回路提供恒定的充電電流。當(dāng)單體電池電壓已經(jīng)充到其最高充電電壓時(shí)，充電器表現(xiàn)為恒壓源，充電電流為0，不再為充電回路提供電流。若干只電池電壓測(cè)量電路2對(duì)應(yīng)連接在相應(yīng)的單體電池兩端，用于采集該單體電池的電壓。程序控制器(CPU)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3執(zhí)行總體調(diào)度與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，在充電過(guò)程中，對(duì)電池電壓測(cè)量電路2測(cè)得的每ー個(gè)單體電池電壓進(jìn)行分析，對(duì)達(dá)到充電截止電壓的單體電池，利用程序控制器控制充電器停止對(duì)其充電，并記錄充電所用時(shí)間，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。程序控制器根據(jù)存儲(chǔ)模塊中的每個(gè)單體電池的充電時(shí)間，判斷出充電慢的單體電池，在一定范圍內(nèi)増大充電慢的單體電池對(duì)應(yīng)的充電器的恒流充電電流強(qiáng)度，讓充電慢的單體電池充電速度加快，趕上充電快的單體電池，縮短了電池組的充電時(shí)間。狀態(tài)指示模塊4用于指示每個(gè)單體電池的充電狀態(tài)。根據(jù)狀態(tài)指示模塊可以方便 的讀取每個(gè)單體電池的充電狀態(tài)和充電時(shí)間。對(duì)于充電時(shí)間遠(yuǎn)大于其他單體電池的個(gè)別電池，在允許更換的情況下，可以更換個(gè)別電池，以提高電池組的容量和壽命。
權(quán)利要求1.鋰離子電池組均衡充電裝置，其特征在于設(shè)有充電器、電池電壓測(cè)量電路、程序控制器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、狀態(tài)指示模塊；所述充電器并接于待充電的鋰離子電池組的單體電池，所述電池電壓測(cè)量電路并接于待充電的鋰離子電池組的單體電池，所述待充電的鋰離子電池組的各單體電池串聯(lián)，所述電池電壓測(cè)量電路的輸出端接程序控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸入端，程序控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸出端接狀態(tài)指示模塊的輸入端。
專利摘要鋰離子電池組均衡充電裝置，涉及一種電池充電裝置。提供一種可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電池組均衡充電，可避免能耗型均衡充電的電能的無(wú)謂浪費(fèi)以及回饋型電路復(fù)雜控制困難等問(wèn)題的鋰離子電池組均衡充電裝置。設(shè)有充電器、電池電壓測(cè)量電路、程序控制器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、狀態(tài)指示模塊；所述充電器并接于待充電的鋰離子電池組的單體電池，所述電池電壓測(cè)量電路并接于待充電的鋰離子電池組的單體電池，所述待充電的鋰離子電池組的各單體電池串聯(lián)，所述電池電壓測(cè)量電路的輸出端接程序控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸入端，程序控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸出端接狀態(tài)指示模塊的輸入端。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202474959SQ20122009450
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者嚴(yán)泳興, 張志 , 胡博文, 陳文薌 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)