一种电流自适应的锂电池快速充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电流自适应的锂电池快速充电装置，外部交流电经过AC/DC转换器变换为直流电，直流电经过DC/DC变换器调整电压后给电池充电；电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、显示模块为控制器的外围电路分别与控制器相连，电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器分别检测锂电池的电流、电压、温度和已经使用过的循环次数；DC/DC变换器的控制信号来自于控制器，控制器通过检测电池状态，发出信号控制DC/DC变换器调整电压对电池充电，控制器中的信息通过显示模块传输给用户。本发明专利技术装置相比传统充电器，具有充电电流大、充电时间短、对软硬件要求较低的优点。

A current adaptive fast charging device for lithium battery

The present invention discloses an electric current self-adaptive fast charging device for lithium battery. The external alternating current is converted to direct current through a AC/DC converter, and the DC electricity is charged after adjusting the voltage by the DC/DC converter; the current sensor, the voltage sensor, the temperature sensor, the circulating number counter and the display module are the outside of the controller. The circuit is connected with the controller. The current, voltage, temperature, and the number of cycles of the lithium battery are detected by the current sensor, the voltage sensor, the temperature sensor and the cycle number counter respectively. The control signal of the DC/DC converter comes from the controller, and the controller sends out the signal control by detecting the state of the battery. The DC/DC converter adjusts the voltage to charge the battery, and the information in the controller is transmitted to the user through the display module. Compared with the traditional charger, the device has the advantages of large charging current, short charging time, and low requirement for hardware and software.

【技术实现步骤摘要】
一种电流自适应的锂电池快速充电装置
本专利技术涉及锂电池充电
，特别是涉及一种电流自适应的锂电池快速充电装置。
技术介绍
随着锂电池的应用越来越广泛，人们对于锂电池系统的性能、安全等要求也越来越高。锂电池系统功率密度较低，其功率负荷不适合有较为剧烈的变化，所以实时检测锂电池的负荷状态对于负载变化较大的电动系统，具有重要的意义。在当前的应用中，锂电池充电器通常采用恒流－恒压方式，电池先按照一个固定的恒定电流值充电，等其电压上升到阈值之后以一个固定的恒压值充电，直到充电电流小于终止电流。这种充电器简单实用，为广大用户采用，但缺点是充电时间较长。伴随着锂电池供电的各种系统快速普及，人们对锂电池的充电效率也提出了更高的要求。实际应用中，锂电池确实可以通过改进充电方式，缩短充电时间。专利“一种快速充电的装置和方法”(CN105553036A)介绍了一种使用脉冲方式充电的装置，能够快速给电池充电，但是此种充电方式对于电源要求较高，需求精确的大电流脉冲，提高了充电装置的成本和门槛。专利“一种锂离子电池长寿命快速充电方法”(CN105932349A)使用锂电池机理建模的方法，计算出锂电池能够承受的最大电流进行快速充电，但是此种方法模型复杂，计算量大，参数调整困难，比较适用于实验室研究使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电流自适应的锂电池快速充电装置，该锂电池快速充电装置相比传统充电器，具有充电电流大、充电时间短、对软硬件要求较低的优点。本专利技术所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：一种电流自适应的锂电池快速充电装置，包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、控制器、显示模块；外部交流电经过AC/DC转换器变换为直流电，直流电经过DC/DC变换器调整电压后给电池充电；电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、显示模块为控制器的外围电路分别与控制器相连，电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器分别检测锂电池的电流、电压、温度和已经使用过的循环次数；DC/DC变换器的控制信号来自于控制器，控制器通过检测电池状态，发出信号控制DC/DC变换器调整电压对电池充电，控制器中的信息通过显示模块传输给用户。进一步地，所述控制器为单片机或ARM或DSP。进一步地，所述AC/DC转换器为整流桥电路。进一步地，所述DC/DC变换器为Buck降压电路。进一步地，所述电压传感器为A/D电压检测电路。进一步地，所述温度传感器为贴片式铂电阻。进一步地，所述显示模块为LCD模块。进一步地，所述循环次数计数器为计数电路。本专利技术的有益效果：一种电流自适应的锂电池快速充电装置，外部交流电经过AC/DC转换器变换为直流电，控制器通过检测电池状态，发出信号控制DC/DC变换器调整电压对电池充电，控制器中的信息通过显示模块传输给用户；该锂电池快速充电装置相比传统充电器，具有充电电流大、充电时间短、对软硬件要求较低的优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明：图1是本专利技术装置原理框图；图2是本专利技术装置实施例示意图。具体实施方式为了使本专利技术技术方案的内容和优势更加清楚明了，下面结合附图对本专利技术进一步描述。结合图1，一种电流自适应的锂电池快速充电装置，包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、控制器、显示模块。外部交流电经过AC/DC转换器变换为直流电，直流电经过DC/DC变换器调整电压后给电池充电。电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、显示模块为控制器的外围电路分别与控制器相连，电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器分别检测锂电池的电流、电压、温度和已经使用过的循环次数。DC/DC变换器的控制信号来自于控制器，控制器通过检测电池状态，发出信号控制DC/DC变换器调整电压对电池进行充电，控制器中的信息可以通过显示模块传输给用户。锂电池在充电过程中，存在充电电流接受曲线，过低的充电电流没有充分释放电池的充电潜力，而超过此电流接受曲线限值的充电电流会对锂电池造成损害，所以，在锂电池充电时需要动态计算最大充电电流，达到快速充电又不伤害电池的目的。控制器根据电流传感器反馈的电流值调整DC/DC转换器的输出电压，使得充电电流达到最大充电电流IM。最大充电电流IM的计算方法如下：A读取电池初始最大充电电流I0，I0通常由电池厂家给出，其大小与电池容量和类型有关。B计算电压修正系数αU，锂电池按照电压U高低通常可以分为低电压段(U＜UL)，中电压段(UL≤U＜UU)和高电压段(U＝UU)，其中UL为低压阈值，UU为高压阈值，因电池类型而异。锂电池在低电压段不适合大电流，需要以小电流预充电；在中电压段适合大电流充电；在高电压段进入恒压充电，电流随着电量(SOC)的增加不断减小。其中：U为当前电压，SOCU为电池充电到电压UU时的电量；SOC为当前电量，取值在SOCU～100之间；βL为预充电系数，βLI0即为预充电电流值；βU为中止充电电流系数，βUI0即为终止充电电流值。C计算电池循环容量衰减系数αH。其中：j为电池当前循环次数；J为电池总循环次数。D计算电池温度系数αW，温度的变化会影响锂电池的容量，因此αW是温度t的函数，可以在不同温度，把锂电池容量实验数据制成表格之后查表得到。E计算锂电池当前最大充电电流IM。IM＝I0×αU×αH×αW结合图2，电流自适应的锂电池快速充电装置实施例示意图，AC/DC转换器主要作用是把220V交流电转换为稳定的直流电，通常为整流稳压电路，整流稳压电路可以是整流桥电路。DC/DC变换器作用为可以根据控制器的信号调整输出的充电电压，通常为脉宽调制(PWM)信号控制的降压(Buck)型电路。控制器是整个装置的计算控制中心模块，控制器可以是单片机或ARM或DSP等各种微控制器，在性能符合要求的情况下，通常选用成本较低的单片机。电压传感器的作用是把电池的端电压模拟信号转换为数字信号，传送给控制器，通常使用A/D转换器采集电压值，如果电池端电压与A/D转换器测量范围差距较大，可以在前端加上分压、放大电路，组合成A/D电压检测电路。电流传感器负责检测电池电流信号，如果电流较小，可以直接在电池回路中串入精密电阻测量；如果电流较大，则可以使用霍尔传感器或者使用分流器测量。温度传感器的作用是实施检测电池表面的温度，可以是接触式或者非接触式传感器，通常可以使用贴片式铂电阻。循环次数计数器用来计算电池已经使用过的循环次数，可以使用一个充放电截止电压触发的计数电路，或者用充放电曲线数据在控制器中直接计算。显示模块为LCD模块。外部交流电经过整流桥变换为直流，直流电经过Buck降压电路调整电压后给电池充电。控制器选用单片机，单片机发出的PWM信号控制Buck降压电路。通过霍尔传感器和A/D电压检测电路检测电池电流和电压，温度传感器使用贴片式铂电阻；循环次数计数器为由充电饱和电压和放电截止电压触发的计数电路。单片机中的信息可以通过液晶(LCD)模块传输给用户。单片机根据霍尔传感器反馈的电流值调整Buck降压电路的输出电压，使得充电电流达到最大充电电流IM。最大充电电流IM的可由以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流自适应的锂电池快速充电装置，其特征在于：包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、控制器、显示模块；外部交流电经过AC/DC转换器变换为直流电，直流电经过DC/DC变换器调整电压后给电池充电；电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、显示模块为控制器的外围电路分别与控制器相连，电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器分别检测锂电池的电流、电压、温度和已经使用过的循环次数；DC/DC变换器的控制信号来自于控制器，控制器通过检测电池状态，发出信号控制DC/DC变换器调整电压对电池充电，控制器中的信息通过显示模块传输给用户。

【技术特征摘要】
1.一种电流自适应的锂电池快速充电装置，其特征在于：包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、控制器、显示模块；外部交流电经过AC/DC转换器变换为直流电，直流电经过DC/DC变换器调整电压后给电池充电；电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器、显示模块为控制器的外围电路分别与控制器相连，电流传感器、电压传感器、温度传感器、循环次数计数器分别检测锂电池的电流、电压、温度和已经使用过的循环次数；DC/DC变换器的控制信号来自于控制器，控制器通过检测电池状态，发出信号控制DC/DC变换器调整电压对电池充电，控制器中的信息通过显示模块传输给用户。2.按照权利要求1所述的一种电流自适应的锂电池快速充电装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡继康，徐丽敏，申屠理锋，刘金龙，吕忱，奚嘉奇，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31