專利名稱：一種多路電池組充放電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多路電池組充放電控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著節(jié)能環(huán)保的深入人心，綠色環(huán)保且限制相對(duì)較少的太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用越來(lái)越多，作為儲(chǔ)存太陽(yáng)能發(fā)電能量的電池卻或多或少存在短板效應(yīng)。應(yīng)用最多的鉛酸電池體積較大且不可避免的存在重金屬污染，而綠色的鎳氫電池也存在充電電流限制問(wèn)題。目前，現(xiàn)有技術(shù)中大多通過(guò)光伏控制器對(duì)電池包進(jìn)行儲(chǔ)能和供電，但是光伏控制器配屬的電池包數(shù) 量限定為一個(gè)，不能為多個(gè)電池包進(jìn)行儲(chǔ)能和供電控制，往往不能滿足用戶需求，且也沒(méi)有最小充電電流保護(hù)功能。中國(guó)專利200720050444. I公開(kāi)了一種多電池組充放電管理系統(tǒng)裝置，其必須為每一個(gè)電池包配備相應(yīng)的獨(dú)立負(fù)載，若使用公共負(fù)載則該裝置將失去作用，適用范圍小。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種能為多個(gè)電池包進(jìn)行儲(chǔ)能和供電，適用范圍廣的多路電池組充放電控制裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種多路電池組充放電控制裝置，包括至少兩組充電控制開(kāi)關(guān)，各組充電控制開(kāi)關(guān)一端分別與相應(yīng)的電池包正極相連，電池包個(gè)數(shù)與充電控制開(kāi)關(guān)組數(shù)相同，各組充電控制開(kāi)關(guān)另一端均與光伏陣列輸出端相連，負(fù)載經(jīng)放電控制開(kāi)關(guān)與光伏陣列輸出端相連。上述各組充電控制開(kāi)關(guān)和放電控制開(kāi)關(guān)均可由MCU電路控制。進(jìn)一步，所述光伏陣列輸出端還設(shè)有防反二極管，防反二極管正極端與光伏陣列輸出端相連，防反二極管負(fù)極端與各組充電控制開(kāi)關(guān)和放電控制開(kāi)關(guān)相連。進(jìn)一步，每組充電控制開(kāi)關(guān)包括有兩個(gè)反向串聯(lián)的N-MOS開(kāi)關(guān)管I和N-MOS開(kāi)關(guān)管II，N-MOS開(kāi)關(guān)管I源極與N-MOS開(kāi)關(guān)管II源極相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管I漏極接放電控制開(kāi)關(guān)和光伏陣列輸出端，N-MOS開(kāi)關(guān)管II的漏極與相應(yīng)電池包正極相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管I柵極與N-MOS開(kāi)關(guān)管II柵極并接后經(jīng)光耦與驅(qū)動(dòng)電源相連，光耦控制端用于輸入控制信號(hào)。進(jìn)一步，所述N-MOS開(kāi)關(guān)管I柵極和源極之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管，N-MOS開(kāi)關(guān)管II柵極和源極之間設(shè)有電阻。進(jìn)一步，所述N-MOS開(kāi)關(guān)管I和N-MOS開(kāi)關(guān)管II均為毫歐級(jí)N-MOS管。進(jìn)一步，放電控制開(kāi)關(guān)也選用毫歐級(jí)N-MOS開(kāi)關(guān)管，N-MOS開(kāi)關(guān)管的源極與負(fù)載相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管的漏極與光伏陣列輸出端相連。進(jìn)一步，所述電池包可用鎳氫電池替代，以利于降低鎳氫電池充電時(shí)對(duì)最小充電電流的限制要求。鎳氫電池具有較好的低溫放電特性，自放電率很小，且不含有毒物質(zhì)，不會(huì)污染環(huán)境，為綠色蓄電池，使用壽命長(zhǎng)，可以滿足路燈等工作環(huán)境下的應(yīng)用需求；較傳統(tǒng)鉛酸電池，體積更小，效率受環(huán)境溫度影響較小；且鉛為有毒物質(zhì)，因而鎳氫電池更環(huán)保，適用范圍更廣。考慮到太陽(yáng)光照的不穩(wěn)定性，光伏陣列每天可能多次對(duì)電池包充電，開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)壽命必須充分考慮，而繼電器的使用次數(shù)遠(yuǎn)小于MOS管的使用次數(shù)，綜合考慮導(dǎo)通耗損后，可選擇毫歐級(jí)MOS管，本實(shí)用新型選用毫歐級(jí)N-MOS管。每一路電池包均采用兩個(gè)毫歐級(jí)N-MOS管反向串聯(lián)作為開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。在負(fù)載前段加入一個(gè)毫歐級(jí)N-MOS管作為放電控制開(kāi)關(guān)，有利于防止光伏陣列在對(duì)電池包充電的同時(shí)對(duì)負(fù)載供電。當(dāng)電池包給負(fù)載放電時(shí)，光伏陣列輸出端加設(shè)的防反二極管有利于保護(hù)對(duì)光伏陣列反向充電。與以往的光伏控制器相比，本實(shí)用新型可以使用一至多個(gè)電池包，所有電池包的負(fù)極公共，實(shí)現(xiàn)了最小充電電流保護(hù)。各電池包可實(shí)現(xiàn)間歇性工作，消除了電池包之間一致性差異對(duì)電池包壽命的影響，有利于延長(zhǎng)電池使用壽命，保證電池使用安全。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需使用光伏控制器。使用本實(shí)用新型，可通過(guò)光伏陣列 對(duì)多個(gè)電池包進(jìn)行分時(shí)充電以及分時(shí)放電，解決了使用太陽(yáng)能為多個(gè)鎳氫電池包充電的限制，能有效防止各電池組之間產(chǎn)生自發(fā)充放電。

圖I為本實(shí)用新型一實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖I所示實(shí)施例一組充電控制開(kāi)關(guān)和電池包組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
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)一步說(shuō)明。參照?qǐng)DI，本實(shí)施例包括N組充電控制開(kāi)關(guān)(第一組充電控制開(kāi)關(guān)2-1、第二組充電控制開(kāi)關(guān)2-2…第N組充電控制開(kāi)關(guān)2-N)，各組充電控制開(kāi)關(guān)一端分別與相應(yīng)的電池包正極相連，電池包個(gè)數(shù)為N個(gè)(第一電池包6-1、第二電池包6-2…第N電池包6-N),與充電控制開(kāi)關(guān)組數(shù)相同，各組充電控制開(kāi)關(guān)另一端與光伏陣列I輸出端相連，負(fù)載3經(jīng)放電控制開(kāi)關(guān)4與光伏陣列I輸出端相連。各組充電控制開(kāi)關(guān)和放電控制開(kāi)關(guān)均由MCU電路控制。第一組充電控制開(kāi)關(guān)2-1 —端與第一電池包6-1正極相連，第二組充電控制開(kāi)關(guān)2-2 —端與第二電池包6-2正極相連，第N組充電控制開(kāi)關(guān)2-N —端與第N電池包6-N正極相連，第一組充電控制開(kāi)關(guān)2-1另一端、第二組充電控制開(kāi)關(guān)2-2另一端、第N組充電控制開(kāi)關(guān)2-N另一端均與光伏陣列I輸出端相連。光伏陣列I輸出端還設(shè)有防反二極管5，防反二極管5正極端與光伏陣列輸出端相連，防反二極管5負(fù)極端與各組充電控制開(kāi)關(guān)和放電控制開(kāi)關(guān)4相連。每組充電控制開(kāi)關(guān)均包括有兩個(gè)反向串聯(lián)的N-MOS開(kāi)關(guān)管I和N-MOS開(kāi)關(guān)管II。參照?qǐng)D2，以第一組充電控制開(kāi)關(guān)2-1為例進(jìn)行說(shuō)明。第一組充電控制開(kāi)關(guān)2-1包括有兩個(gè)反向串聯(lián)的N-MOS開(kāi)關(guān)管I 2-6和N-MOS開(kāi)關(guān)管II 2-7,N-MOS開(kāi)關(guān)管I 2_6源極與N-MOS開(kāi)關(guān)管II 2-7源極相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管I 2-6漏極接放電控制開(kāi)關(guān)4和光伏陣列I輸出端，第一組充電控制開(kāi)關(guān)2-1通過(guò)N-MOS開(kāi)關(guān)管II 2-7的漏極與第一電池包6-1正極相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管I 2-6柵極與N-MOS開(kāi)關(guān)管II 2-7柵極并接后經(jīng)光耦2_2與驅(qū)動(dòng)電源2_4相連，光耦2-2控制端2-8用于輸入控制信號(hào)。所述N-MOS開(kāi)關(guān)管I 2_6柵極和源極之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管2-5，N-MOS開(kāi)關(guān)管II 2-7柵極和源極之間設(shè)有電阻2_3。所述N-MOS開(kāi)關(guān)管I 2_6和N-MOS開(kāi)關(guān)管II 2-7均為毫歐級(jí)N-MOS管。放電控制開(kāi)關(guān)4也選用毫歐級(jí)N-MOS開(kāi)關(guān)管，所述N-MOS開(kāi)關(guān)管的源極與負(fù)載相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管的漏極與光伏陣列輸出端相連。參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型中，各N-MOS管漏極和源極之間有一個(gè)寄生二極管，即體二極管，N-MOS管的體二極管是由源極指向漏極。由于存在多個(gè)電池包，若只采用一個(gè)N-MOS管控制，當(dāng)其中一路電池包在進(jìn)行充放電時(shí)就有可能會(huì)對(duì)其他電池包充電。采用兩個(gè)帶體二極管的N-MOS管反向串聯(lián)作為開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制則可以避免這種情況?？紤]到電池大電流充電的需要以及光伏陣列輸出功率的限制，充電時(shí)每次只導(dǎo)通一組充電控制開(kāi)關(guān)，放電時(shí)除導(dǎo)通該組的充電控制開(kāi)關(guān)外，還將導(dǎo)通放電控制開(kāi)關(guān)，其余各組充電控制開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，具體由MCU電路控制。充電時(shí)，光伏陣列I經(jīng)防反二極管5，通過(guò)同時(shí)導(dǎo)通的某組充電控制開(kāi)關(guān)的N-MOS開(kāi)關(guān)管I和N-MOS開(kāi)關(guān)管II，對(duì)與該組充電控制開(kāi)關(guān)相連的電池包進(jìn)行充電；其余各組充電控制開(kāi)關(guān)的N-MOS開(kāi)關(guān)管I和N-MOS開(kāi)關(guān)管II均處于斷開(kāi)狀態(tài)，相應(yīng)的電池包也處于擱置狀態(tài)。放電時(shí)，其中一路電池包經(jīng)過(guò)與之相連的充電控制開(kāi)關(guān)，以及放電控制開(kāi)關(guān)4后對(duì)負(fù)載3放電，由于有防反二極管5存在,并不會(huì)對(duì)光伏陣列I充電。
權(quán)利要求1.一種多路電池組充放電控制裝置，其特征在于，包括至少兩組充電控制開(kāi)關(guān)，各組充電控制開(kāi)關(guān)一端分別與相應(yīng)的電池包正極相連，電池包個(gè)數(shù)與充電控制開(kāi)關(guān)組數(shù)相同，各組充電控制開(kāi)關(guān)另一端均與光伏陣列輸出端相連，負(fù)載經(jīng)放電控制開(kāi)關(guān)與光伏陣列輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多路電池組充放電控制裝置，其特征在于，所述光伏陣列輸出端還設(shè)有防反二極管，防反二極管正極端與光伏陣列輸出端相連，防反二極管負(fù)極端與各組充電控制開(kāi)關(guān)和放電控制開(kāi)關(guān)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多路電池組充放電控制裝置，其特征在于，每組充電控制開(kāi)關(guān)包括有兩個(gè)反向串聯(lián)的N-MOS開(kāi)關(guān)管I和N-MOS開(kāi)關(guān)管II，N-MOS開(kāi)關(guān)管I源極與N-MOS開(kāi)關(guān)管II源極相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管I漏極接放電控制開(kāi)關(guān)和光伏陣列輸出端，N-MOS開(kāi)關(guān)管II的漏極與相應(yīng)電池包正極相連，N-MOS開(kāi)關(guān)管I柵極與N-MOS開(kāi)關(guān)管II柵極并接后經(jīng)光耦與驅(qū)動(dòng)電源相連，光耦控制端用于輸入控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多路電池組充放電控制裝置，其特征在于，所述N-MOS開(kāi)關(guān)管I柵極和源極之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管，N-MOS開(kāi)關(guān)管II柵極和源極之間設(shè)有電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多路電池組充放電控制裝置，其特征在于，所述N-MOS開(kāi)關(guān)管I和N-MOS開(kāi)關(guān)管II均為毫歐級(jí)N-MOS管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多路電池組充放電控制裝置，其特征在于，放電控制開(kāi)關(guān)選用毫歐級(jí)N-MOS開(kāi)關(guān)管。
專利摘要一種多路電池組充放電控制裝置，包括至少兩組充電控制開(kāi)關(guān)，各組充電控制開(kāi)關(guān)一端分別與相應(yīng)的電池包正極相連，電池包個(gè)數(shù)與充電控制開(kāi)關(guān)組數(shù)相同，各組充電控制開(kāi)關(guān)另一端均與光伏陣列輸出端相連，負(fù)載經(jīng)放電控制開(kāi)關(guān)與光伏陣列輸出端相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需使用光伏控制器。使用本實(shí)用新型，可通過(guò)光伏陣列對(duì)多個(gè)電池包進(jìn)行分時(shí)充電以及分時(shí)放電，解決了使用太陽(yáng)能為多個(gè)鎳氫電池包充電的限制，能有效防止各電池組之間產(chǎn)生自發(fā)充放電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202564995SQ201220222349
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者宋奇, 卓亨, 黃蘭妮, 劉宏兵 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)儲(chǔ)能材料國(guó)家工程研究中心有限公司