一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置，包括镍氢电池组，温度传感器，保护电路，电流检测电路，放电电路，电流负反馈电路，控制驱动电路，变压器，整流滤波电路，脉冲控制电路。本实用新型专利技术设计了一个15分钟内对一组12V，2.5A的镍氢电池组充满电的充电电源；本实用新型专利技术对快速充电方法、控制模式进行了分析，提出了利用正负脉冲充电的快速充电方法；用计算机仿真证明：利用正负脉冲的充电方法对镍氢电池组进行充电能够实现电池的快速充电，利用对电池的电压、电流和温度信号进行采集，进而对充电过程进行控制这种控制方法是可行的，电池能在短时间内充满电。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于充电装置
，尤其涉及一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置。
技术介绍
目前，镍氢电池有能量密度大、功率密度高、污染低、耐高温、使用寿命长、允许大电流放电等优点广泛应用于电动车混合动力汽车等行业；目前其充电过程仍然普遍存在充电时间过长，容易对电池产生极化、过充、充电不足等伤害电池寿命的不良现象。
技术实现思路
本技术为解决目前镍氢电池其充电过程仍然普遍存在充电时间过长，容易对电池产生极化、过充、充电不足等伤害电池寿命的不良现象的技术问题而提供一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置，该混动车用镍氢电池快速充电控制装置包括镍氢电池组，温度传感器，保护电路，电流检测电路，放电电路，电流负反馈电路，控制驱动电路，变压器，整流滤波电路，脉冲控制电路；所述整流滤波电路外接外部电源，整流滤波电路输出端与变压器输入端连接，变压器输出端与镍氢电池组输入端连接，镍氢电池组与放电电路一端点连接；镍氢电池组输出端一端点与保护电路输入端一端点连接，镍氢电池组输出端另一端点与电流检测电路输入端连接；所述电流检测电路输出端一端点与保护电路输入端连接，电流检测电路输出端另一端点与电流负反馈电路输入端连接，电流负反馈电路输出端与控制驱动电路输入端连接，控制驱动电路输出端与变压器输入端连接；所述保护电路输出端一端点与放大电路输入端连接，保护电路输出端另一 端点与控制驱动电路输入端连接；所述温度传感器信号采集端相近镍氢电池组，温度传感器信号输出端与保护电路输入端连接；所述脉冲控制电路输出端一端点与控制驱动电路输入端连接，脉冲控制电路输出端另一端点与放电电路输入端连接。所述混动车用镍氢电池快速充电控制装置还包括负电压斜率法充电检测电路，所述负电压斜率法充电检测电路输入端与镍氢电池组输出端连接，负电压斜率法充电检测电路通过控制输出的单片机与镍氢电池组输入端连接。所述镍氢电池组包括镍氢单格电池，所述镍氢单格电池包括粘在基板上的NiOOH/Ni(OH)2组成的正极和储氢合金负极。所述混动车用镍氢电池快速充电控制装置还包括时间控制器，所述时间控制器内置控制驱动电路，控制或驱动变压器与整流滤波电路的暂停或继续。本技术设计了一个15分钟内对一组12V，2.5AH的镍氢电池组充满电(80％)的充电电源，电路框图如图1所示。在这里充电控制手段大概是涓流充电到12V，充电时间大概是1分钟左右，然后根据其采集的电压信号，来控制电路流程，进入快速充电，充电速率为4C，充电时间为15分钟左右，快速充电到14V,然后通过采集的电压信号，来控制电路流程，看是否进入维持充电阶段。进入维持充电后，终止充电有三个控制条件，一个是最大温度，一个最长时间，一个是最大电压，一个是-△V控制(其电压检测电路图7所示)，确保充电电源不会发生安全问题。最大温度控制条件是80℃，最长时间控制条件是32分钟，最大电压终止是15V。本技术对快速充电方法、控制模式进行了分析，提出了利用正负脉冲充电的快速充电方法；用计算机仿真证明：利用正负脉冲的充电方法对镍氢电池组进行充电能够实现电池的快速充电，利用对电池的电压、电流和温度信号进行采集，进而对充电过程进行控制这种控制方法是可行的，电池能在短时间内充满电池；同时充电电源还有如下几个优点：充电速度快，实现了15分钟的超快速充电电源，这个速度在世界上都是领先水平的，在国内尽管也有很多公司和研究所在研究，但是还没有产品出现；相比于目前市面上的主流快速充电器，速度快了4倍以上(目前市面上的快速充电器最快的是1个小时充满电池)；成本低，按照原理图所绘制的元件，比目前市面上的主流快速充电器便宜了1倍多；产品的使用可靠，安全性高，在充电终止控制上采用了冗余设计(最高温度，最长时间，最大电压，-ΔV控制)，从软件和硬件上保证了产品绝对不会发生温度过高，电压过高而造成的安全事故问题；产品的电磁兼容性能好，本产品采用集成开关电源模块和集成度比较高的单片机控制芯片，使得产品的兼容性较好，并且采用了有源功率因数校正等多种技术保证产品为一个绿色电源。本技术镍氢电池有能量密度大、功率密度高、污染低、耐高温、使用寿命长、允许大电流放电等优点广泛应用于电动车混合动力汽车等行业；目前其充电过程仍然普遍存在充电时间过长，容易对电池产生极化、过充、充电不足等伤害电池寿命的不良现象。根据镍氢电池的工作原理和充电特性，依照快速充电的马氏定律，采用涓流充电→快速充电→维持充电的充电过程、正负脉冲充电的充电方式和-△V控制方法，对镍氢电池实现长寿命、安全快速充电。附图说明图1是本技术实施例提供的混动车用镍氢电池快速充电控制装置结构示意图；图2是本技术实施例提供的负电压斜率法充电检测电路图；图3是本技术实施例提供的镍氢电池在不同充电率下的充电特性图；图4是本技术实施例提供的镍氢电池在1C充电时不同温度下的充电特性曲线图；图5是本技术实施例提供的Ni-MH电池在不同放电速率下放电曲线图；图6是本技术实施例提供的快速脉冲充电方式原理图；图7是本技术实施例提供的-△V控制的系统框图；图8是本技术实施例提供的充电电流、电池电压和充电时间的关系图；图9是本技术实施例提供的电池温度和充电时间的关系图。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。如图1：一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置，该混动车用镍氢电池快速充电控制装置包括镍氢电池组，温度传感器，保护电路，电流检测电路，放电电路，电流负反馈电路，控制驱动电路，变压器，整流滤波电路，脉冲控制电路；所述整流滤波电路外接外部电源，整流滤波电路输出端与变压器输入端连接，变压器输出端与镍氢电池组输入端连接，镍氢电池组与放电电路一端点连接；镍氢电池组输出端一端点与保护电路输入端一端点连接，镍氢电池组输出端另一端点与电流检测电路输入端连接；所述电流检测电路输出端一端点与保护电路输入端连接，电流检测电路输出端另一端点与电流负反馈电路输入端连接，电流负反馈电路输出端与控制驱动电路输入端连接，控制驱动电路输出端与变压器输入端连接；所述保护电路输出端一端点与放大电路输入端连接，保护电路输出端另一端点与控制驱动电路输入端连接；所述温度传感器信号采集端相近镍氢电池组，温度传感器信号输出端与保护电路输入端连接；所述脉冲控制电路输出端一端点与控制驱动电路输入端连接，脉冲控制电路输出端另一端点与放电电路输入端连接。所述混动车用镍氢电池快速充电控制装置还包括负电压斜率法充电检测电路，所述负电压斜率法充电检测电路输入端与镍氢电池组输出端连接，负电压斜率法充电检测电路通过控制输出的单片机与镍氢电池组输入端连接。所述镍氢电池组包括镍氢单格电池，所述镍氢单格电池包括粘在基板上的NiOOH/Ni(OH)2组成的正极和储氢合金负极。所述混动车用镍氢电池快速充电控制装置还包括时间控制器，所述时间控制器与整流滤波电路连接，所述时间控制器内置控制驱动电路，控制或驱动变压器与整流滤波电路的暂停或继续。采用分阶段的充电过程(涓流充电→快速充电→维持充电)的充电方法，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置，其特征在于，该混动车用镍氢电池快速充电控制装置包括镍氢电池组，温度传感器，保护电路，电流检测电路，放电电路，电流负反馈电路，控制驱动电路，变压器，整流滤波电路，脉冲控制电路；所述整流滤波电路外接外部电源，整流滤波电路输出端与变压器输入端连接，变压器输出端与镍氢电池组输入端连接，镍氢电池组与放电电路一端点连接；镍氢电池组输出端一端点与保护电路输入端一端点连接，镍氢电池组输出端另一端点与电流检测电路输入端连接；所述电流检测电路输出端一端点与保护电路输入端连接，电流检测电路输出端另一端点与电流负反馈电路输入端连接，电流负反馈电路输出端与控制驱动电路输入端连接，控制驱动电路输出端与变压器输入端连接；所述保护电路输出端一端点与放大电路输入端连接，保护电路输出端另一端点与控制驱动电路输入端连接；所述温度传感器信号采集端相近镍氢电池组，温度传感器信号输出端与保护电路输入端连接；所述脉冲控制电路输出端一端点与控制驱动电路输入端连接，脉冲控制电路输出端另一端点与放电电路输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种混动车用镍氢电池快速充电控制装置，其特征在于，该混动车用镍氢电池快速充电控制装置包括镍氢电池组，温度传感器，保护电路，电流检测电路，放电电路，电流负反馈电路，控制驱动电路，变压器，整流滤波电路，脉冲控制电路；所述整流滤波电路外接外部电源，整流滤波电路输出端与变压器输入端连接，变压器输出端与镍氢电池组输入端连接，镍氢电池组与放电电路一端点连接；镍氢电池组输出端一端点与保护电路输入端一端点连接，镍氢电池组输出端另一端点与电流检测电路输入端连接；所述电流检测电路输出端一端点与保护电路输入端连接，电流检测电路输出端另一端点与电流负反馈电路输入端连接，电流负反馈电路输出端与控制驱动电路输入端连接，控制驱动电路输出端与变压器输入端连接；所述保护电路输出端一端点与放大电路输入端连接，保护电路输出端另一端点与控制驱动电路输入端连接；所述温度传感器信号采集端相近镍氢电池组，温度传感器信号输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉群，林妙山，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：新型
国别省市：海南;46