一種鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]新能源，電子與信息。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的動力型鋰電池均采用串并聯(lián)的形式組成。對鋰電組的充電保護(hù)均采用的是對每節(jié)鋰電池(并聯(lián)電池的一個單元)的電壓進(jìn)行檢測，而當(dāng)電池電壓達(dá)到或超過設(shè)定電壓則斷開充電回路來達(dá)到保護(hù)(對于其它放電保護(hù)，過電流保護(hù)，溫度保護(hù)等不在本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》的討論范圍內(nèi))。充電回路斷開后對高于設(shè)定電壓的電池單元進(jìn)行均衡放電，放電至設(shè)定電壓以下后再啟動對整個鋰電池組進(jìn)行充電。從理論上分析經(jīng)過N個循環(huán)后能將每個鋰電池單元均充滿。
[0003]現(xiàn)有動力型鋰電池充電保護(hù)技術(shù)中存在的缺陷和不足；
1，現(xiàn)在動力型鋰電池保護(hù)板的均衡電流一般設(shè)計(jì)為數(shù)十至數(shù)佰毫安，即使加大均衡電流對鋰電池組也是意義不大，因?yàn)槌潆姳Ｗo(hù)后電池均衡后的充電再啟動的能充電的時間實(shí)在太短，很快又進(jìn)入了保護(hù)狀態(tài)，也就說內(nèi)阻，容量，電動勢一致性差的鋰電池組，使用性能極差，而且是惡性循環(huán)，越來越差，唯有充分延長充電時間至數(shù)十個小時才能有所改善，這在實(shí)用中是不現(xiàn)實(shí)的。
[0004]2，如果鋰電池在出廠時提高分容的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方法。一是增加了生產(chǎn)成本，二是電池還存在組裝誤差，機(jī)械聯(lián)接，焊接，點(diǎn)焊均產(chǎn)生阻抗誤差，三是動力型鋰電池大部份均工作在惡劣的工況下，高溫，高濕，大電流，使得動力型鋰電池使用一段時間后內(nèi)在技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化(其機(jī)理尚未清楚)。這對動力型鋰電池組的品質(zhì)是致命傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》的核心特征是；
在動力型鋰電池組的每節(jié)鋰電池(并聯(lián)電池的一個單元)上均并聯(lián)了一個高精度大電流的穩(wěn)壓電源組件。
[0006]本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》的核心技術(shù)是；
1，采用TL431作為高精度穩(wěn)壓源，當(dāng)達(dá)到設(shè)定電壓(磷酸鐵鋰電池為3.7V，鈷酸鋰，三元鋰及聚合物電池為4.2V)時驅(qū)動大功率大電流達(dá)林頓管。實(shí)現(xiàn)在沖電回路中分流及穩(wěn)壓的作用，而確保整個充電回路充電參數(shù)不變。實(shí)測電壓誤差為3.7 (4.2) V ±0.025V，恒流充電的電流不變。
[0007]2，實(shí)現(xiàn)大電流分流，3A-50A。
[0008]3，等效為在每個鋰電池單元上并聯(lián)了一個動態(tài)均衡電阻。
[0009]4，在正常工況下其漏電流極小，〈50uA級別。
[0010]5，在充電工況下，按核定電流充電和快速充電均能適應(yīng)(元件參數(shù)不同)，能使每個鋰電池單元均能充分充滿，當(dāng)鋰電池組中的其中之一電池單元充至核定電壓時該器件只起到分流作用，而不關(guān)斷沖電回路，使其它的鋰電池單元繼續(xù)沖電，當(dāng)所有的鋰電池單元全部沖滿達(dá)到額定電壓時才會切斷沖電回路。
[0011]本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》與以往技術(shù)相比的有益效果是；
1，降低對動力型鋰電池的一致性要求，從而降低了動力型鋰電池生產(chǎn)過程中的技術(shù)難度，相對降低了生產(chǎn)成本。
[0012]2，使動力型鋰電池組在沖電過程中的每個電池單元中的鋰離子均能充分轉(zhuǎn)移，也能充分保護(hù)，防止崩塌效應(yīng)的發(fā)生。
[0013]3，有效改善了動力型鋰電池組的個別鋰電池單元在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的參數(shù)變化對整個鋰電池組的影響。
[0014]4，該器件的可靠性好，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，有較好的性價(jià)比。
[0015]本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》附圖的說明；
圖1為:本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》的每個保護(hù)單元的原理圖。
[0016]本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》的原理是；
本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》組裝的模塊在電氣上是并聯(lián)安裝在每個鋰電池的并聯(lián)單元上的。
[0017]見圖1，本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》組裝的模塊由TL431和Rl，R2及RES組成一個精密的電壓取樣電路，RES熱敏電阻作溫度補(bǔ)償，R3為限流電阻根據(jù)沖電電流的動態(tài)范圍要求取值。
[0018]見圖1，當(dāng)充電電壓上升至設(shè)定電壓時(磷酸鐵鋰電池為3.7V，鈷酸鋰，三元鋰及聚合物電池為4.2V)Q1達(dá)林頓管導(dǎo)通，電流旁路，事實(shí)上該保護(hù)器設(shè)計(jì)了一個線性工作的區(qū)間，在3.65V-3.75V(4.10V-4.2V)之間電流是逐步增加的，其飽和電流是由沖電電流及達(dá)林頓管的HFE和限流電阻R3共同確定的，其等效電路為在電池上并聯(lián)了一個可變電阻從而動態(tài)改變了電池的內(nèi)阻，由于其穩(wěn)壓源特性，所以該電池被鉗位在鋰電池的安全充電電壓以下。
[0019]產(chǎn)品型號有3.7V及4.2V分別用于磷酸鐵鋰電池和鈷酸鋰，三元鋰及聚合物電池等，電流有5A，10A，20A，50A幾種，根據(jù)不同鋰電池組成要求選取。
[0020]該鋰電池充電保護(hù)模塊當(dāng)充電電壓低于設(shè)定電壓時不工作其漏電流極小(〈50uA)，對動力型鋰電池組可忽略不計(jì)。
[0021]該分流穩(wěn)壓源內(nèi)阻和電池內(nèi)阻相關(guān)，和鋰電池的容量相關(guān)以及和達(dá)林頓管的特性參數(shù)相關(guān)。
[0022]本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》【具體實(shí)施方式】；
按鋰電池組的結(jié)構(gòu)型式要求在合適的位置安裝散熱器，在散熱器上安裝該保護(hù)組件，并保證該組件有一個合理的散熱面積(按充電電流和工作環(huán)境選定)，本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》在采用較大電流沖電，而電池的一致性較差時，發(fā)熱量比較大，這主要發(fā)生在將沖至額定電壓時，在正常沖電工況下并無熱量產(chǎn)生，但能確保每個鋰電池單元均沖到額定電壓，該項(xiàng)技術(shù)的沖電電流的動態(tài)范圍是有一定局限的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)，其核心特征是在動力型鋰電池組的每節(jié)鋰電池(并聯(lián)電池的一個單元)上均并聯(lián)了一個高精度大電流的恒壓電源組件。2.按權(quán)項(xiàng)要求I所述將其核心技術(shù)整合進(jìn)鋰電池組的保護(hù)系統(tǒng)中。3.按權(quán)項(xiàng)要求2將本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》附圖的說明，圖1為，本《鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)》的每個保護(hù)單元的原理圖調(diào)整元器件的參數(shù)后整合進(jìn)鋰電池組的保護(hù)系統(tǒng)中。
【專利摘要】一種鋰電池分流恒壓充電保護(hù)技術(shù)，其核心特征是在動力型鋰電池組的每節(jié)鋰電池(并聯(lián)電池的一個單元)上均并聯(lián)了一個高精度大電流的穩(wěn)壓電源組件，在充電保護(hù)中不斷開充電回路而又能對每節(jié)鋰電池(并聯(lián)電池的一個單元)進(jìn)行有效保護(hù)，解決了由于鋰電組中鋰電池單元的內(nèi)阻,容量,電壓的不一致性而造成的品質(zhì)問題。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN105591428
【申請?zhí)枴緾N201510806210
【發(fā)明人】韓志浩
【申請人】平湖市當(dāng)湖街道浩正自動化設(shè)備研究所
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月22日