本發(fā)明涉及一種智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池，具體來(lái)說(shuō)就是由微控驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元器件來(lái)定義充、放電組別的蓄電池組。

背景技術(shù)：

當(dāng)電帶給人們方便的時(shí)候，卻帶給人們不便移動(dòng)的煩惱；蓄電池解決了移動(dòng)電源的難題，卻又滋生了時(shí)效太短的苦悶。尤其在當(dāng)下的新能源電動(dòng)車生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，解決電池續(xù)航能力的技術(shù)是眾多業(yè)內(nèi)行家正積極投身鉆研的課題。很多，在化學(xué)方法上尋找更好的解決途徑，但一時(shí)難以突破，暫時(shí)仍達(dá)不到環(huán)保和快節(jié)奏生活對(duì)新能源的要求。還有，通過(guò)加油站式的快速置換，無(wú)凝對(duì)蓄電池的壽命又是一種嚴(yán)重的損傷，畢竟，串聯(lián)充電方式下，所有聯(lián)接串接受的電流是相同的，內(nèi)阻大的發(fā)熱高，受損較大。一般地，每一個(gè)充次下，容量大、內(nèi)阻高的電芯總顯得慵懶而贏得了長(zhǎng)壽；容量小、內(nèi)阻低的電芯就顯得特別的積極，往往是疲于奔命的工作。所以，即使通過(guò)嚴(yán)格配對(duì)的電芯組裝好，通過(guò)一段時(shí)間的使用充次后，原來(lái)整齊的配對(duì)參數(shù)，將變得格外的零亂。為了減小蓄電池充放電的自然損傷，有效延長(zhǎng)整體電芯的壽命，保持電芯的整體活力，同時(shí)提高具有發(fā)電設(shè)置和能力的用電設(shè)備的續(xù)航能力，智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池可以解決一定問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了充分利用自然能量以及能量消耗同時(shí)產(chǎn)生的衍生能源，本發(fā)明提供一種智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池，它包括高效智能保護(hù)板和電芯、以及電芯串上的功率開(kāi)關(guān)元器件。其中，高效智能保護(hù)板的電路框圖如圖1所示，主要包括電池即時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)及管理輸入輸出、顯示接口、功率放大驅(qū)動(dòng)以及中央處理等幾大部分組成。電芯分為充電組和放電組，充電組與放電組沒(méi)有區(qū)域劃分，完全由中央處理器通過(guò)功率放大驅(qū)動(dòng)相應(yīng)開(kāi)關(guān)元器件的通斷來(lái)定義，被定義為充電組的電芯串就接受充電儲(chǔ)能的工作，被定義為放電組的電芯串就集中為使用設(shè)備提供能量的工作。如圖3所示的電芯排列和開(kāi)關(guān)連接，當(dāng)電芯斷開(kāi)串聯(lián)放電線路，接通充電正負(fù)母線時(shí)，此時(shí)的電芯為充電組；當(dāng)充電斷開(kāi)，串入放電連串時(shí)，此時(shí)的電芯為放電組。智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池中所有電芯都如此，當(dāng)放電組中電芯放電時(shí)的線電壓接近或達(dá)到預(yù)設(shè)置時(shí)，被充電組已接近或已達(dá)到飽和的電芯置換。充電組中的電芯，在沒(méi)有被置換到放電組時(shí)，不給任何放電機(jī)會(huì)，以此充分利用自然能量和衍生能源。電池充電模式為靜充和行充，在靜充模式下，充電組首先合并電壓最高串電芯，以最少時(shí)間完成放電組的工作最佳準(zhǔn)備狀態(tài)的目的，然后再依次并入余下最高電壓電芯串，直到所有電芯充滿為止；行充模式下，充電組首先置換并入電壓降最大的電芯串，然后再逐一置換放電組中線電壓最低或接近預(yù)設(shè)置的電芯串，使終保持有電芯串在接受充電，目的是以充分利用設(shè)備工作時(shí)的衍生能源和可利用的自然能源，確保設(shè)備工作的最長(zhǎng)時(shí)效和電池活力的最佳狀態(tài)，直到置換條件不足導(dǎo)致放電組停止工作后，強(qiáng)制轉(zhuǎn)為靜充模式。無(wú)論靜充還是行充，本發(fā)明的充電方式為電芯并入充電組后并聯(lián)均衡充電，確保電芯的充電質(zhì)量。放電組電芯以適合用電設(shè)備電壓要求的串聯(lián)工作，確保使用設(shè)備動(dòng)力電能供應(yīng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。所有這些工作，都由高效智能保護(hù)板的中央處理器指揮相應(yīng)的模塊和接口來(lái)完成。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的高效智能保護(hù)板電路框圖；

圖2是每一串電芯充放電的開(kāi)關(guān)電路圖；

圖3是電芯排列以及開(kāi)關(guān)電路圖例。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括一塊高效智能保護(hù)板和一串以上的電芯，以及每一串電芯上連接的開(kāi)關(guān)元器件。

所述高效智能保護(hù)板，其電路結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：作為本發(fā)明的重要主成部分，其結(jié)構(gòu)主要分為中央處理器、電池信號(hào)采集、功率輸出控制、數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)接口或模塊、數(shù)據(jù)移動(dòng)存盤標(biāo)準(zhǔn)接口、顯示接口以及保護(hù)板自身保護(hù)電路等。

所述電池信號(hào)采集模塊中的各功能模塊分別按電芯串為基本單元采集的電壓、電流、溫度、濕度，酸堿度等檢測(cè)采集端口，分別經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后，給中央處理器時(shí)時(shí)報(bào)送信息。處理器得到這些信息后，一方面根據(jù)存檔規(guī)則的信息篩選，一方面通知功率輸出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)電芯串充、放電的管理執(zhí)行，時(shí)時(shí)通過(guò)顯示端口輸出即時(shí)數(shù)據(jù)。

所述功率輸出控制接口分為充電控制接口和放電控制接口，充電控制接口控制電芯串上的k1、k2開(kāi)關(guān)元器件，放電控制接口控制電芯串上的k3、4、5、6開(kāi)關(guān)元器件，k1、k2與k3、4、5、6的開(kāi)關(guān)控制信息在保護(hù)板的處理程序內(nèi)和功率放大線路中實(shí)現(xiàn)多級(jí)互鎖，確保開(kāi)關(guān)動(dòng)作的安全性、準(zhǔn)確性和可靠性。

所述數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)接口或模塊，涵指433、藍(lán)牙、wi-fi等標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通訊模塊和有線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，通過(guò)數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)接口，方便專業(yè)管理人員隨時(shí)撐握電池運(yùn)行的全部信息，進(jìn)行必要的維護(hù)管理。當(dāng)電池管理的預(yù)設(shè)信息需要調(diào)整時(shí)，通過(guò)專業(yè)驗(yàn)證后，技術(shù)員可通過(guò)控制程序?qū)懭攵丝诨蚰K進(jìn)行預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的修改。使用者可通過(guò)顯示接口連接標(biāo)準(zhǔn)顯示設(shè)備查閱電池時(shí)時(shí)參數(shù)。當(dāng)電池異常時(shí)，處理器會(huì)主動(dòng)通過(guò)數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)接口或模塊把異常相關(guān)信息發(fā)送給使用者和負(fù)責(zé)該設(shè)備的專業(yè)技術(shù)員，以提醒進(jìn)行必要的異常處理。當(dāng)保護(hù)板異?；驌p壞時(shí)，在電池串上的開(kāi)關(guān)元器件完全正常的前提下，智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池的每串電芯均是相對(duì)獨(dú)立。

如圖2所示，每串電芯與6只開(kāi)關(guān)件直接關(guān)聯(lián)，當(dāng)保護(hù)板通過(guò)對(duì)采集信息與預(yù)存的管理參數(shù)比較，確定某串電芯應(yīng)為充電組時(shí)，中央處理器就會(huì)發(fā)出指令通過(guò)功放驅(qū)動(dòng)k3、k4斷開(kāi)，同時(shí)，k5、k6和k1、k2均閉合。這樣，通過(guò)微控驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件使電芯串達(dá)到這一狀態(tài)的，即是充電儲(chǔ)備狀態(tài)，多串這樣狀態(tài)的組合即為充電組。充電組中的電芯串，或置于大電流快充，或小電流緩充，或飽和待置換。當(dāng)微控驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件使k3、k4閉合，k5、k6和k1、k2均斷開(kāi)，處于這種狀態(tài)的電芯串，正置于放電狀態(tài)，多串這樣狀態(tài)的電芯串組合就被定義為放電組。智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池?zé)o論是靜充還是行充模式，只有電芯被保護(hù)板定義為充電組成員時(shí)，才接受充電；定義為放電組成員時(shí)，才能串入放電組中參與放電。

智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池的主體核心是電芯和電芯串上的開(kāi)關(guān)元器件，補(bǔ)充復(fù)位工作原理如圖3所示：每串電芯配置k1至k6等6只開(kāi)關(guān)元器件連接組合。當(dāng)?shù)谝淮?、第二串、第三串、第四串等四串電芯為放電組時(shí)，所屬每串電芯的k3和k4接通，行成從第一串到第四串首尾相連的串聯(lián)蓄電池組。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的放電，如果第一串的放電參數(shù)首先接近或達(dá)到保護(hù)預(yù)設(shè)置，那么，所屬它的k3和k4斷開(kāi)，同時(shí)，k5、k6接通，原來(lái)的第五串上的k3和k4接通，作為放電組的尾串連入放電組。原第一串的k1、k2相繼接通，把該串電芯并入充電組進(jìn)行充電。如需降低成本，提高電池放電工作的可靠性，k5、k6處的開(kāi)關(guān)可以按實(shí)際編排用金屬隨意替代一只開(kāi)關(guān)元器件。電池芯與保護(hù)板可相對(duì)獨(dú)立，也可將保護(hù)板依據(jù)電芯性能的實(shí)際簡(jiǎn)化后匹配為一體，兩種組合方式的目的是方便智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池的維護(hù)、設(shè)備整體設(shè)計(jì)的整合，以及能有效利用其所在設(shè)備上的自然能源和衍生能源。終上所述，充電組與放電組中的電芯一對(duì)一的就近替換過(guò)程，就是智能補(bǔ)充復(fù)位電池的補(bǔ)充復(fù)位過(guò)程。智能補(bǔ)充復(fù)位蓄電池的智能補(bǔ)充復(fù)位的過(guò)程也就是在保護(hù)板通過(guò)對(duì)蓄電池中所有電芯串的充放電參數(shù)的不斷采集報(bào)送，經(jīng)處理器處理后去驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)元器件完成復(fù)位、補(bǔ)充工作，從而實(shí)現(xiàn)有效利用自然能源和衍生能源，使整只蓄電池可以邊充邊放，提高電池工作效率，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

本發(fā)明的有益效果是：采取并聯(lián)且單獨(dú)控制充電流充電的方式，確保了電池充電的質(zhì)量，同時(shí)，科學(xué)地預(yù)設(shè)電芯串的充、放電節(jié)點(diǎn)，保持各電芯串的最佳充放電時(shí)間，保持蓄電池內(nèi)部物質(zhì)的活性，延長(zhǎng)了電池的使用壽命，均有積極的作用?；?qū)_破新能源汽車開(kāi)發(fā)的電池技術(shù)瓶頸，以及在一些科學(xué)探測(cè)領(lǐng)域，或?qū)?lái)暫新的平臺(tái)。