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      蓄電池組電壓均衡管理系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:9262845閱讀:330來源:國知局
      蓄電池組電壓均衡管理系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于蓄電池組技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種蓄電池組電壓均衡管理系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]蓄電池組的出現(xiàn)為電能利用打開了新局面,擺脫了電力設(shè)備固定的限制,使用起來極為方便。但是需要較大電能的用電設(shè)備往往需要蓄電池組才能滿足需求。在使用過程中,蓄電池組中單節(jié)電池存在均衡性的問題,主要原因在于單節(jié)電池間的不一致性。實現(xiàn)對串聯(lián)蓄電池組的各單體電池進行均充,目前主要有以下幾種方法:
      1、在電池組的各單體電池上附加一個并聯(lián)均衡電路,以達到分流的作用。在這種模式下,當(dāng)某個電池首先達到滿充時,均衡裝置能阻止其過充并將多余的能量轉(zhuǎn)化成熱能,繼續(xù)對未充滿的電池充電。該方法簡單,但會帶來能量的損耗,不適合快充系統(tǒng)。
      [0003]2、在充電前對每個單體逐一通過同一負載放電至同一水平,然后再進行恒流充電,以此保證各個單體之間較為準確的均衡狀態(tài)。但對蓄電池組,由于個體間的物理差異,各單體深度放電后難以達到完全一致的理想效果。即使放電后達到同一效果,在充電過程中也會出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。
      [0004]3、定時、定序、單獨對蓄電池組中的單體蓄電池進行檢測及均勻充電。在對蓄電池組進行充電時,能保證蓄電池組中的每一個蓄電池不會發(fā)生過充電或過放電的情況,因而就保證了蓄電池組中的每個蓄電池均處于正常的工作狀態(tài)。
      [0005]4、運用分時原理,通過開關(guān)組件的控制和切換,使額外的電流流入電壓相對較低的電池中以達到均衡充電的目的。該方法效率比較高,但控制比較復(fù)雜。
      5、以各電池的電壓參數(shù)為均衡對象,使各電池的電壓恢復(fù)一致。如圖2所示,均衡充電時,電容通過控制開關(guān)交替地與相鄰的兩個電池連接,接受高電壓電池的充電,再向低電壓電池放電,直到兩電池的電壓趨于一致。該種均衡方法較好的解決了電池組電壓不均衡的問題,但該方法主要用在電池數(shù)量較少的場合。
      [0006]6、配置蓄電池組充電均衡系統(tǒng)。這一方案有很多均衡方法,但是依然存在問題,如涓流均衡在電池組間差異很大時會出現(xiàn)過充,而放電均衡只能在理想狀態(tài)下使用,由于物理差異很難達到理想均衡,即使達到理想均衡,又會在充電過程中達到新的不均衡。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0007]本發(fā)明的目的在于提供一種蓄電池組電壓均衡管理系統(tǒng),簡單高效地實現(xiàn)了蓄電池組的均衡,既不會出現(xiàn)過充、欠充,又避免了充放電過程中產(chǎn)生新的不均衡,延長了蓄電池組的使用壽命。
      [0008]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
      一種蓄電池組電壓均衡管理系統(tǒng),包括:
      充電單元,包括充電模塊,用以給蓄電池組充電;
      若干單節(jié)蓄電池電壓均衡單元,包括均衡模塊和通訊模塊,用以對單節(jié)蓄電池的電壓電流進行采樣監(jiān)測并實現(xiàn)對單節(jié)蓄電池進行充電、放電或暫停工作模式切換;
      電壓均衡管理控制單元,包括控制模塊和通迅模塊,用以對若干單節(jié)蓄電池電壓均衡單元監(jiān)測到的蓄電池組的單節(jié)蓄電池的電壓電流進行分析并判斷蓄電池組的電壓均衡狀態(tài)從而控制單節(jié)蓄電池的充電、放電或暫停模式最終實現(xiàn)蓄電池組各節(jié)間的電壓均衡。
      [0009]進一步的,所述電壓均衡管理控制單元對單節(jié)蓄電池的工作模式控制方法為:電壓高的單節(jié)蓄電池進行放電模式,電壓低的單節(jié)蓄電池進行充電模式,待蓄電池組各節(jié)間的電壓均衡時各單節(jié)蓄電池進行暫停工作狀態(tài)。
      [0010]進一步的,所述充電單元還包括通訊模塊且充電模式可調(diào),所述電壓均衡控制單元根據(jù)蓄電池組各節(jié)間的電壓均衡狀態(tài)控制充電單元的充電模式。
      [0011]更進一步的,所述充電單元的充電模式根據(jù)蓄電池組的電壓不均衡輕重程度分別采用快速充電、常規(guī)速度充電或脈沖修復(fù)充電模式。
      [0012]再進一步的,所述充電模式的控制方法為:
      a蓄電池組內(nèi)各節(jié)蓄電池中最高電壓值與最低電壓值的離散值〈設(shè)定值A(chǔ)時采用快速充電模式;
      b蓄電池組內(nèi)各節(jié)蓄電池中最高電壓值與最低電壓值的離散值〉設(shè)定值B時采用脈沖修復(fù)充電模式;
      c蓄電池組內(nèi)各節(jié)蓄電池中最高電壓值與最低電壓值的離散值在設(shè)定值A(chǔ)和B之間時采用常規(guī)充電模式。
      [0013]進一步的,還包括溫度監(jiān)測單元用以監(jiān)測蓄電池組的溫度,所述電壓均衡管理控制單元根據(jù)蓄電池組的溫度是否超過設(shè)定值控制對蓄電池組繼續(xù)充電與否。
      [0014]充電單元、單節(jié)蓄電池電壓均衡單元、溫度監(jiān)測單元與電壓均衡管理控制單元之間的通訊采用有線或無線的方式。
      [0015]本發(fā)明的有益效果有以下幾點:
      1、通過對蓄電池組充電時單節(jié)蓄電池的均衡管理控制,采用充\放電均衡方法,使蓄電池組各單節(jié)蓄電池在工作狀態(tài)及充電時均保持均衡,既避免了過充、欠充,又避免在充電過程中產(chǎn)生新的不均衡,延長了使用壽命;
      2、通過對蓄電池組充電單元充電模式的控制,根據(jù)蓄電池組的電壓均衡情況采用不同的充電模式,進一步延長了使用壽命。
      [0016]3、通過對蓄電池組充電單元的控制,根據(jù)蓄電池組的溫度情況控制對蓄電池組繼續(xù)充電與否,有效保護了蓄電池組,避免過度充電對其造成損害。
      【附圖說明】
      [0017]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖;
      圖2-3是本發(fā)明的電路圖;
      圖4是本發(fā)明的流程圖。
      【具體實施方式】
      [0018]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述:
      本實施例為由四節(jié)蓄電池組成的48V的蓄電池組的電壓均衡管理系統(tǒng)。
      [0019]如圖1所示的蓄電池組電壓均衡管理系統(tǒng),包括:
      充電單元,包括充電模塊和通訊模塊,用以給蓄電池組充電;
      4個單節(jié)蓄電池電壓均衡單元,包括均衡模塊和通訊模塊,用以對單節(jié)蓄電池的電壓電流進行采樣監(jiān)測并實現(xiàn)對單節(jié)蓄電池進行充電、放電或暫停工作模式切換;
      溫度監(jiān)測單元用于監(jiān)測蓄電池組的溫度;
      電壓均衡管理控制單元,包括控制模塊和通迅模塊,用以對若干單節(jié)蓄電池電壓均衡單元監(jiān)測到的蓄電池組的單節(jié)蓄電池的電壓電流進行分析并判斷蓄電池組的電壓均衡狀態(tài)從而控制單節(jié)蓄電池的充電、放電或暫停模式最終實現(xiàn)蓄電池組各節(jié)間的電壓均衡。
      [0020]電壓均衡管理控制單元對單節(jié)蓄電池的工作模式控制方法為:電壓高的單節(jié)蓄電池進行放電模式,電壓低的單節(jié)蓄電池進行充電模式,待蓄電池組各節(jié)間的電壓均衡時各單節(jié)蓄電池進行暫停工作狀態(tài)。
      [0021]電壓均衡控制單元根據(jù)蓄電池組各節(jié)間的電壓均衡狀態(tài)控制充電單元的充電模式,具體方法為:
      O如果蓄電池組各節(jié)間的電壓均衡,則采用慢慢加大電流的充電模式;
      2)如果蓄電池組各節(jié)間的電壓不均衡,則分析蓄電池組的電壓不均衡程度,如果蓄電池組內(nèi)各節(jié)蓄電池中最高電壓值與最低電壓值的離散〈0.16V時采用快速充電模式;如果蓄電池組內(nèi)各節(jié)蓄電池中最高電壓值與最低電壓值的離散>0.25V時采用脈沖修復(fù)充電模式;如果蓄電池組內(nèi)各節(jié)蓄電池中最高電壓值與最低電壓值的離散在0.16V和0.25V之間時采用常規(guī)充電模式。
      [0022]電壓均衡控制單元根據(jù)蓄電池組的溫度是否超過設(shè)定值控制對蓄電池組繼續(xù)充電與否。
      [0023]充電單元、單節(jié)蓄電池電壓均衡單元、溫度監(jiān)測單元與電壓均衡管理控制單元之間的通訊采用有線或無線的方式。
      [0024]圖2-3為單個單節(jié)蓄電池電壓均衡單元的電路圖。
      [0025]圖2中的A區(qū)塊為該單元充電功能的開關(guān)電源驅(qū)動部分。驅(qū)動芯片為TL3844,7腳、5腳為該芯片的電源輸入腳;2腳為其內(nèi)部運算放大器的輸入腳,該電路未使用,將該腳接地;1腳為內(nèi)部運算放大器輸出腳,其電壓高低決定著其6腳輸出脈沖占空比的大小,將該腳接在光耦的光敏三極管的集電極,通過C區(qū)塊輸入光耦的輸入二極管電流的大小來改變光耦光敏三極管的導(dǎo)通電流,從而改變TL3844第6腳輸出脈寬的大小,以達到控制該單元充電電壓和電流的大小。3腳為Q2的導(dǎo)通電流采樣腳,通過R20和R14將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?,?jīng)C5濾波后送至3腳,當(dāng)Q2在任何一個周期內(nèi)導(dǎo)通電流過大時,3腳上的信號電壓就會超過其內(nèi)部限制電壓(通常為IV),其內(nèi)部電路就會關(guān)斷6腳脈沖輸出,從而保護了 Q2。4腳為其內(nèi)部定時器外
      當(dāng)前第1頁1 2 
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