快速均衡充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种快速均衡充电装置，包括充电机以及并接充电机的串联电池组，串联电池组的每个电池单体正负极间均并联一个分流装置和一个补充充电单元，每个分流装置均由分流电路和与分流电路串接的开关组成，所有的分流装置和补充充电单元均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置以及补充充电单元分别连接于控制电路；可采用动态的电池平均单体电压作为基准电压给各个补充充电单元与分流单元作为统一基准，同时对电压比平均单体电压高的单体进行分流，对电压比平均单体电压低的单体进行补充，双向进行均衡，均衡速度快，均衡效果好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种快速均衡充电装置，包括充电机以及并接充电机的串联电池组，串联电池组的每个电池单体正负极间均并联一个分流装置和一个补充充电单元，每个分流装置均由分流电路和与分流电路串接的开关组成，所有的分流装置和补充充电单元均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置以及补充充电单元分别连接于控制电路；可采用动态的电池平均单体电压作为基准电压给各个补充充电单元与分流单元作为统一基准，同时对电压比平均单体电压高的单体进行分流，对电压比平均单体电压低的单体进行补充，双向进行均衡，均衡速度快，均衡效果好。【专利说明】快速均衡充电装置
本技术涉及蓄电池领域，具体涉及对蓄电池中的各个单体电池实现均衡充电的装置。
技术介绍
蓄电池由多个单体电池串联组成，蓄电池组由多个蓄电池串联组成，已广泛地应用在交通、电力、通信等领域的电子设备中。实践表明，蓄电池组的寿命远远低于单体电池的寿命，最根本的原因就是在充电设备对蓄电池组充电式时，流过各个单体电池的电流大小相同，然而由于单体电池的容量存在差异，在以相同的充电电流充电时，会造成有的单体电池未充满，而有的单体电池过冲的现象，也就是造成单体电池充电不均衡，严重降低了蓄电池组的寿命。现有的充电均衡器能够有效弥补在充电过程中不一致性，最大限度地发挥电池的效用，延长电池的使用寿命。常见的充电均衡器有如下几种:(I)高放低充式充电均衡器。这种充电均衡器由放电装置和充电装置共同组成，利用BMS检测充电过程中的单体电池电压，检测到端电压较高的单体电池则闭合相应的开关，同时为端电压低的单体电池补充充电直到与其他单体电压接近为止。这种充电均衡器，优点是单体电池有充有放，相对减少了部分能量损耗；缺点是控制比较复杂，同时也有不必要的能量损耗，同样有部分单体电池多充后能量再被放出来损耗掉。(2)电容切换式充电均衡器。这种充电均衡器，利用电容在蓄电池组问来回切换实现电压均衡充放电，通过单刀双掷的双向开关进行切换。每个电容都与相邻的两个蓄电池相连。切换过程中，电压发生转化，向蓄电池释放或者吸收能量，最终达到相邻两个单体蓄电池的容量一致的目的。这种方法优点是不用消耗能量，效率较高；缺点是这种方法由于引进电容，所以均衡频率受到一定限制。另外，单刀双掷开关的实现比较复杂。同样存在部分电池单体多充后再被放出来转移到欠充的电池单体，转移过程中同样会再次造成能量损耗。(3)放电平衡式均衡充电机。以最低单体电压为基准，高于这个基准的单体电池则闭合相应的开关，为其放电，直至电压等于最低的单体电池电压，这时，所有闭合的开关都打开，充电机为串联电池组以相同的电流充电，单体电池的电压自动平衡。这种方法的优点是简单易行，缺点是电压检测电路较复杂，电池能量得不到充分利用。同样存在部分电池单体多充后再被放出来损耗掉了。
技术实现思路
本技术的目的是为解决常见的充电均衡器存在的部分电池单体多充后再被放出损耗掉或转移到欠充的部分单体中，存在二次转移时的能量损耗，同时每次充电时或充电后多充的电池单体先被充入再放出也会影响电池充电循环寿命的问题，提出一种新型的均衡效果好的快速均衡充电装置。本技术采用的技术方案是:包括充电机以及并接充电机的串联电池组，串联电池组的每个电池单体正负极间均并联一个分流装置和一个补充充电单元，每个分流装置均由分流电路和与分流电路串接的开关组成，所有的分流装置和补充充电单元均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置以及补充充电单元分别连接于控制电路。本技术可采用动态的电池平均单体电压作为基准电压给各个补充充电单元与分流单元作为统一基准，同时对电压比平均单体电压高的单体进行分流，对电压比平均单体电压低的单体进行补充，双向进行均衡，均衡速度快，均衡效果好。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的电路结构框图；图中:1.充电机；2.分流装置；3.补充充电单元；4.控制电路;5.检测电路。【具体实施方式】参见图1所示，本技术包括充电机I以及并接充电机的串联电池组，BI，B2,......，Bn是串联电池组中的电池单体，充电机I并接串联电池组，对串联电池组充电。每个电池单体B1，B2，……，Bn正负极间均并联一个分流装置2和一补充充电单元3，每个分流装置2均由分流电路和与分流电路串接的开关组成，与电池单体BI，B2，……，Bn并联的分流装置中的开关分别是开关SI，S2，……，Sn。所有的分流装置2和补充充电单元3均连接检测电路5，检测电路5和所有的分流装置2以及补充充电单元3分别连接于控制电路4。整个均衡充电过程采用控制电路4控制，控制电路4可以是模拟数字电路，也可以是利用单片机或相关的M⑶通过软件进行控制，补充充电单元3可以适用于各种正激式、反激式、BUCK-B00ST(升降压转换器)等不同拓扑形式的电路，但又不仅限于这几种拓扑形式。分流装置2可以是恒流源、DC/DC转换电路、电阻、其它类型的能量转换装置，也可以将补充充电单元3与分流装置2合在一起，如采用可双向充放电的电路拓扑。DC/DC转换电路可以是正激式、反激式、单桥、全桥、LLC、推挽、升压、BUCK-B00ST电路等。本技术工作时，在电池充电过程中，在各个电池单体电压都在正常范围内时，检测电路对电池组的充电电压进行取样，检测电池组总电压与各电池单体电压，控制电路计算出电池组在充电过程中相同时间内的平均单体电压，将电池组总电压和各电池单体电压以及平均单体电压送给相应的补充充电单元3和分流装置2。在电池充电过程中，以变化的平均单体电压作为均衡基准，对于单体电压比平均单体电压低的电池单体，控制电路4控制与它们并联的各补充充电单元3开始工作，向各相应的单体进行补充充电；对于单体电压比平均单体电压高的电池单体，控制电路4控制与它们并联的各分流装置2开始工作，减少相应单体的充电电流。由于各补充充电单元3及各分流装置2的都是以平均单体电压为基准，当各补充充电单元3和各分流装置2都停止工作时，说明各电池单体电压已都已等于当前的平均单体电压，说明各单体容量接近一致，均衡充电基本完成，充电机按正常工作充电曲线继续充电，各补充充电单元3与分流装置2处于等待工作状态，当出现新的不均衡时，它们会随时进行工作，直至充电完成。在充电后期，当出现某个单体电池电压达到单体最高保护电压时，给整个电池组充电的充电回路断开，或当电池组总电压达到电池组最高保护电压时，整个电池组的充电回路也断开，这时，分流装置2不再工作，但给各个单体补充充电的补充充电单元3可以继续给各个单体电压偏低的电池单体进行充电，当各个单体电压逐步到达与这个最高单体电压时，各个单体的补充充电单元3也相应停止补充充电，直到最后一个补充充电单元3停止补充充电时，均衡充电完成。【权利要求】1.一种快速均衡充电装置，包括充电机以及并接充电机的串联电池组，其特征是:串联电池组的每个电池单体正负极间均并联一个分流装置和一个补充充电单元，每个分流装置均由分流电路和与分流电路串接的开关组成，所有的分流装置和补充充电单元均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置以及补充充电单元分别连接于控制电路。2.根据权利要求1所述的快速均衡充电装置，其特征是:补充充电单元是正激式、反激式或升降压转换电路。3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速均衡充电装置，包括充电机以及并接充电机的串联电池组，其特征是：串联电池组的每个电池单体正负极间均并联一个分流装置和一个补充充电单元，每个分流装置均由分流电路和与分流电路串接的开关组成，所有的分流装置和补充充电单元均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置以及补充充电单元分别连接于控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴连日，
申请(专利权)人：江苏嘉钰新能源技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：