專利名稱：全自動串聯(lián)互補(bǔ)平衡充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于充電器，特別是用于電動車電池充電的充電器。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對蓄電池的需求量越來越大，對其質(zhì)量要求也越來越高，所謂質(zhì)量，主要是指容量足，出力大，壽命長，充放電次數(shù)多。對單節(jié)電池測試結(jié)果，其充放電次數(shù)為800次時(shí)，電池性能仍很好。但是很多場合需要用兩節(jié)以上電池串聯(lián)使用，并且頻繁地充放電，實(shí)用結(jié)果，充放電次數(shù)在200次左右時(shí)，電池性能就急劇下降，并很快導(dǎo)致?lián)p壞。是電池質(zhì)量不好？還是使用不當(dāng)，經(jīng)測試分析，發(fā)現(xiàn)問題出在蓄電池的串聯(lián)充電上。電動車特別是電動自行車是用兩節(jié)以上電池串聯(lián)供電的，當(dāng)然也要用串聯(lián)方法充電。傳統(tǒng)的串聯(lián)充電方法如圖1所示和其它元器件一樣，電池的性能也不會完全一致，尤其是電池化成和初充過程中以及使用過程都會造成串聯(lián)電池的不均勻性，使其電池容量不同，電壓不同，電池內(nèi)阻不同。圖中，V1，V2分別為兩節(jié)電池電壓，V0為兩節(jié)電池電壓之和，V0＝V1+V2，串連充電時(shí)，因?yàn)榇嬖谥陨纤f的諸多“不同”，導(dǎo)致V1不等于V2，而流經(jīng)兩塊電池的電流是一樣的，所以，容量小或者電壓高的電池，最終充電電壓就會高于V0/2，超過額定充電電壓值，使電池過充，過充的危害很大，它會引起電池失水和極板酸化。而另一節(jié)電池電壓就會低于V0/2，充電不足。在電池放電時(shí)，由于兩塊電池所蓄電量不同，而放電電流是一樣的，這樣，必然會有一塊電池過早地工作在額定值以下，從電池放電曲線可知，這時(shí)電池電壓迅速下降，過放電對電池也是有損害的。充放電結(jié)果使V1，V2電壓差值加大，這種不平衡充放電過程是一個(gè)惡性循環(huán)。過充電壓越高，過充時(shí)間越長，失水量也就越多。這是引起電池過早損害的主要原因。
本發(fā)明的目的是提出一種充電機(jī)，使不平衡的電池在串聯(lián)充電時(shí)得到平衡充電。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)是至少兩組充電電源串聯(lián)，兩塊被充電池串聯(lián)，在兩組充電電源的中點(diǎn)和兩塊被充電池的中點(diǎn)之間有一連接導(dǎo)線。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，充電合理，充電效率高，進(jìn)入浮充狀態(tài)時(shí)兩塊電池電壓差很小，達(dá)到了串聯(lián)電池理想充電而不損壞電池的目的。


圖1是現(xiàn)有充電技術(shù)原理2是本發(fā)明充電技術(shù)原理3是本發(fā)明電路原理圖下面以兩塊電池為例，結(jié)合附圖祥述本發(fā)明。
由圖2知，兩塊電池串連，兩組電源串連，電池中點(diǎn)和電源中點(diǎn)相接。改兩點(diǎn)輸出為三點(diǎn)輸出，圖中，W0為兩組電源輸出功率之和，W0＝W1+W2，W1＝W2，V1和I1，V2和I2分別為兩塊電池的電壓和充電電流。兩組電源分別向兩塊電池充電，但它們不是孤立的，而是相關(guān)的，相互影響的。在向電池充電時(shí)，因?yàn)椋琖1＝V1*I1，W2＝V2*I2，所以，V1*I1＝V2*I2，不管什么原因，只要兩塊電池不平衡，如V1＞V2，那么，I1＜I2，就是說，哪塊電池電壓低，它的充電電流就大，充電速度就會相應(yīng)加快，電壓高《即虧電少》的電池，充電電流相應(yīng)地減少，由此給以自動補(bǔ)償，直至兩快電池電壓相等為止。一塊電池充電電流增加的原因，是因?yàn)橛辛硪粔K電池的存在，它們相互作用，自動補(bǔ)償，所以，叫作“互補(bǔ)”。用這種充電方法充電，蓄電池不會出現(xiàn)過充現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)欠充現(xiàn)象，最高充電電壓V1＝V2＝V0/2，非常平衡，充電方法非常合理。如果需要對三塊以上的蓄電池充電，只要再疊加相應(yīng)組數(shù)的電壓，使W0＝W1+W3+W3+------+Wn，W1＝W3＝W3＝Wn，就可以實(shí)現(xiàn)多塊電池串連互補(bǔ)充電，實(shí)現(xiàn)這種充電方法的關(guān)鍵，在于如何控制W0，如何使W1＝W2，為解決這一問題，我們把變壓器的兩組輸出線圈并繞在一個(gè)磁芯上，每一線圈上接有一全波整流電路D兩組濾波電感L1和L2也是同繞在一個(gè)磁芯上，分別與電容C10和C11構(gòu)成直流充電。電路按圖3所示連接，控制總量W0、V0、I0，就很方便地實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)平衡充電。電路經(jīng)過幾次優(yōu)化，以最簡模式實(shí)現(xiàn)了多個(gè)功能的控制。其中包括限流保護(hù)，短路截?cái)嗍奖Ｗo(hù)，電壓控制，工作指示，充滿指示及充電過程中電池間歇放電控制等。從而，使充電機(jī)的輸出能夠自動跟隨蓄電池最佳充電曲線，充電過程中電池基本無溫升，很少有氣泡，充電效率達(dá)85％以上，兩快電池最高充電電壓差值小于200mV，達(dá)到了理想的充電效果。
權(quán)利要求
1.全自動串聯(lián)互補(bǔ)平衡充電機(jī)，其特征是至少兩組充電電源串聯(lián)，兩塊被充電池串聯(lián)，在兩組電源的中點(diǎn)和兩塊被充電池的中點(diǎn)之間有一連接導(dǎo)線。
2.按權(quán)利要求1所述的全自動串聯(lián)互補(bǔ)平衡充電機(jī)，其特征是所說的串聯(lián)電源是一充電機(jī)，充電機(jī)變壓器的輸出線圈至少兩組并繞在一個(gè)磁芯上，每一線圈接有一整流回路，整流回路前的電感L至少兩組繞在一個(gè)磁芯上，分別與C10和C11構(gòu)成直流充電。
全文摘要
一種全自動串聯(lián)互補(bǔ)平衡充電機(jī)，至少兩組充電電源串聯(lián)，兩塊被充電池串聯(lián)，在兩組充電電源的中點(diǎn)和兩塊被充電池的中點(diǎn)之間有一連接導(dǎo)線。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，效率高，充電合理，被充的幾塊電池電壓差值很小，達(dá)到了理想的充電效果而不損壞電池的目的。
文檔編號H02J7/00GK1162212SQ9710043
公開日1997年10月15日 申請日期1997年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月31日
發(fā)明者張?jiān)Ｃ? 歐陽行倉, 吳白云, 林海 申請人:北京海淀科光機(jī)電設(shè)備聯(lián)合開發(fā)公司