电池充电方法及其充电系统技术方案

技术编号:23403099 阅读:20 留言:0更新日期:2020-02-22 15:04
本发明专利技术提供一种电池充电方法,包括:检测电池的端电压;当所述端电压小于电压阈值时,执行快速充电步骤,快速充电步骤包括:计算端电压的上升速率,将上升速率与上升速率参考值进行比较,并根据比较结果控制端电压;当端电压不小于电压阈值时,执行小电流浮充步骤,小电流浮充步骤包括:以预定的浮充周期对电池进行间隔充电,在浮充周期的第一时间区间内,计算端电压的下降速率,将下降速率与下降速率参考值进行比较,根据比较结果控制端电压,在浮充周期的第二时间区间内,中止充电。本发明专利技术只需要采样电池端电压即可控制充电电流,可以有效地提高电池充电效率、减少整机系统的损耗,有效保证电池充电量;不过充,可延长电池的使用寿命。

Battery charging method and charging system

【技术实现步骤摘要】
电池充电方法及其充电系统
本专利技术涉及电力电子
,特别涉及一种电池充电方法,以及使用该电池充电方法的电池充电系统。
技术介绍
不间断电源(UPS)在市电输入正常时,向蓄电池充电,在市电中断时,立即将蓄电池的直流电能转换成220V的交流电,向负载供电。图1为现有技术中的一种电池充电电路的示意图。如图1中所示,现有技术中的电池充电电路通常包括:滤波电容C1和C2,并联在一蓄电池BR的两端,蓄电池BR的两端具有直流电压,即端电压UDC;由开关管Q1、Q2、Q3和Q4组成的逆变器/整流器,其直流端并联在蓄电池BR的两端;变压器T,其一侧绕组并联在该逆变器/整流器的交流端,另一侧绕组在AC市电正常时从AC市电汲取电能,在AC市电断电时为负载提供交流电;以及适当的接地。上述元件的具体连接关系如图1中所示。图1中所示的电池充电电路通常称为在线互动式UPS充电电路,其通过控制开关管Q3和Q4的导通时间来对蓄电池BR进行充电。然而,图1中所示的传统在线互动式UPS充电电路存在如下缺点:1、由于是通过固定占空比来控制开关管Q3和Q4进行恒压充电,所以充电初期电流过大,容易造成蓄电池BR的极板硫化。2、由于UPS是在AC市电断电的情况下才投入工作,因此蓄电池BR不会处于完全充放电状态。这样,蓄电池BR长时间使用将导致极板内电解质难以分解,最终生成硫酸铅,增大了蓄电池BR的内阻。另外,传统的UPS充电方式无法根据蓄电池BR的内阻情况调整充电电压,无法对已经硫化的蓄电池BR进行去硫化处理。>3、由于对于充电后期无浮充机制,或者一直保持浮充,而且UPS控制板电路电源由蓄电池BR提供,这样,如果蓄电池BR长时间处于不充电状态,将导致蓄电池BR过放电,或者,由于蓄电池BR一直处于浮充状态,将导致蓄电池BR过充电,从而使UPS整机效率下降或产生温升等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电池充电方法,以及使用该电池充电方法的电池充电系统,从而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的上述技术问题。本专利技术的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本专利技术的实践而习得。根据本专利技术的一个方面,提供一种电池充电方法,包括:检测一电池的端电压;当所述端电压小于一电压阈值时,执行一快速充电步骤,其中所述快速充电步骤包括:计算所述端电压的上升速率,将所述上升速率与一上升速率参考值进行比较,并根据比较结果控制所述端电压;以及当所述端电压不小于所述电压阈值时,执行一小电流浮充步骤,其中所述小电流浮充步骤包括:以一预定的浮充周期对所述电池进行间隔充电,在所述浮充周期的第一时间区间内,计算所述端电压的下降速率,将所述下降速率与一下降速率参考值进行比较,根据比较结果控制所述端电压,以及在所述浮充周期的第二时间区间内,中止充电。可选地,在所述快速充电步骤中,根据所述比较结果控制所述端电压包括:通过调节充电输入脉冲的占空比来控制所述端电压。可选地,在所述快速充电步骤中,当所述上升速率大于所述上升速率参考值,减小所述占空比,以及当所述上升速率小于所述上升速率参考值,增大所述占空比。可选地,在执行所述快速充电步骤前,如果经过一预定次数的调节,所述上升速率仍大于所述上升速率参考值,则跳转至所述小电流浮充步骤,并发出所述电池需要更换的告警。可选地,在检测所述电池的端电压之前,预设所述占空比的初始值,并存储在非易失存储器中,其中,在所述快速充电步骤中,将调节后的所述占空比存储在所述非易失存储器中,作为所述占空比的更新的初始值。可选地,在执行所述快速充电步骤前,将所述电池的电压变化范围分成多个电压区间,每一个所述端电压对应一个所述电压区间,以及每一个所述电压区间对应一个所述上升速率参考值。可选地,在所述小电流浮充步骤中,根据所述比较结果控制所述端电压包括:通过调节充电输入脉冲的占空比来控制所述端电压。可选地,在所述小电流浮充步骤中,当所述下降速率大于所述下降速率参考值,增大所述占空比,以及当所述下降速率小于所述下降速率参考值,减小所述占空比。可选地,在检测所述电池的端电压之前,预设所述占空比的初始值,并存储在非易失存储器中,其中,在所述小电流浮充步骤中,将调节后的所述占空比存储在所述非易失存储器中,作为所述占空比的更新的初始值。可选地,在执行所述小电流浮充步骤前,将所述电池的电压变化范围分成多个电压区间,每一个所述端电压对应一个所述电压区间,以及每一个所述电压区间对应一个所述下降速率参考值。可选地,其中所述电池为铅酸电池。可选地,所述电池充电方法还包括:在检测所述电池的端电压之前,由所述电池的电池特性得到所述上升率参考值和所述下降率参考值,并将所述上升率参考值和所述下降率参考值存储在非易失性存储器中。根据本专利技术的另一个方面,提供一种电池充电系统,包括:充电电路,被配置为包括一开关单元,其中所述开关单元耦接至一电池;检测电路,被配置为耦接至所述电池,以检测所述电池的端电压,并输出一反映所述端电压的采样信号;以及控制电路,被配置为接收所述采样信号,以输出一控制信号至所述充电电路,从而控制所述开关单元给所述电池充电,其中,当所述端电压小于一电压阈值时,执行一快速充电步骤,其中所述快速充电步骤包括:计算所述端电压的上升速率,将所述上升速率与一上升速率参考值进行比较,并根据比较结果来控制所述开关单元的导通时间,从而控制所述端电压,以及当所述端电压不小于所述电压阈值时,执行一小电流浮充步骤,其中所述小电流浮充步骤包括:以一预定的浮充周期对所述电池进行间隔充电,在所述浮充周期的第一时间区间内,计算所述端电压的下降速率,将所述下降速率与一下降速率参考值进行比较,根据比较结果来控制所述开关单元的导通时间,从而控制所述端电压,以及在所述浮充周期的第二时间区间内,使所述开关单元保持截止,从而中止充电。可选地,在所述快速充电步骤中,根据比较结果来控制所述开关单元的导通时间,从而控制所述端电压包括:通过调节充电输入脉冲的占空比来控制所述端电压。可选地,在所述快速充电步骤中,当所述上升速率大于所述上升速率参考值,减小所述导通时间,以减小所述占空比,以及当所述上升速率小于所述上升速率参考值,增大所述导通时间,以增大所述占空比。可选地,在执行所述快速充电步骤前,如果经过一预定次数的调节,所述上升速率仍大于所述上升速率参考值,则跳转至所述小电流浮充步骤,并发出所述电池需要更换的告警。可选地,在检测所述电池的端电压之前,预设所述导通时间的初始值,并存储在非易失存储器中,其中,在所述快速充电步骤中,将调节后的所述导通时间存储在所述非易失存储器中,作为所述导通时间的更新的初始值。可选地,在执行所述快速充电步骤前,将所述电池的电压变化范围分成多个电压区间,每一个所述端电压对应一个所述电压区间,以及每一个所述电压区间对应一个所述上升速率参考值。可选地,在所述小电流浮充步骤中,根据比较结果来控制所述开关单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池充电方法,包括:/n检测一电池的端电压;/n当所述端电压小于一电压阈值时,执行一快速充电步骤,其中所述快速充电步骤包括:计算所述端电压的上升速率,将所述上升速率与一上升速率参考值进行比较,并根据比较结果控制所述端电压;以及/n当所述端电压不小于所述电压阈值时,执行一小电流浮充步骤,其中所述小电流浮充步骤包括:以一预定的浮充周期对所述电池进行间隔充电,在所述浮充周期的第一时间区间内,计算所述端电压的下降速率,将所述下降速率与一下降速率参考值进行比较,根据比较结果控制所述端电压,以及在所述浮充周期的第二时间区间内,中止充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池充电方法,包括:
检测一电池的端电压;
当所述端电压小于一电压阈值时,执行一快速充电步骤,其中所述快速充电步骤包括:计算所述端电压的上升速率,将所述上升速率与一上升速率参考值进行比较,并根据比较结果控制所述端电压;以及
当所述端电压不小于所述电压阈值时,执行一小电流浮充步骤,其中所述小电流浮充步骤包括:以一预定的浮充周期对所述电池进行间隔充电,在所述浮充周期的第一时间区间内,计算所述端电压的下降速率,将所述下降速率与一下降速率参考值进行比较,根据比较结果控制所述端电压,以及在所述浮充周期的第二时间区间内,中止充电。


2.根据权利要求1所述的电池充电方法,其中,
在所述快速充电步骤中,根据所述比较结果控制所述端电压包括:
通过调节充电输入脉冲的占空比来控制所述端电压。


3.根据权利要求2所述的电池充电方法,其中,
在所述快速充电步骤中,当所述上升速率大于所述上升速率参考值,减小所述占空比,以及当所述上升速率小于所述上升速率参考值,增大所述占空比。


4.根据权利要求2所述的电池充电方法,其中,
在执行所述快速充电步骤前,如果经过一预定次数的调节,所述上升速率仍大于所述上升速率参考值,则跳转至所述小电流浮充步骤,并发出所述电池需要更换的告警。


5.根据权利要求3所述的电池充电方法,还包括:
在检测所述电池的端电压之前,预设所述占空比的初始值,并存储在非易失存储器中,其中,
在所述快速充电步骤中,将调节后的所述占空比存储在所述非易失存储器中,作为所述占空比的更新的初始值。


6.根据权利要求1所述的电池充电方法,其中,
在执行所述快速充电步骤前,将所述电池的电压变化范围分成多个电压区间,每一个所述端电压对应一个所述电压区间,以及每一个所述电压区间对应一个所述上升速率参考值。


7.根据权利要求1所述的电池充电方法,其中,
在所述小电流浮充步骤中,根据所述比较结果控制所述端电压包括:
通过调节充电输入脉冲的占空比来控制所述端电压。


8.根据权利要求7所述的电池充电方法,其中,
在所述小电流浮充步骤中,当所述下降速率大于所述下降速率参考值,增大所述占空比,以及当所述下降速率小于所述下降速率参考值,减小所述占空比。


9.根据权利要求8所述的电池充电方法,还包括:
在检测所述电池的端电压之前,预设所述占空比的初始值,并存储在非易失存储器中,其中,
在所述小电流浮充步骤中,将调节后的所述占空比存储在所述非易失存储器中,作为所述占空比的更新的初始值。


10.根据权利要求1所述的电池充电方法,其中,
在执行所述小电流浮充步骤前,将所述电池的电压变化范围分成多个电压区间,每一个所述端电压对应一个所述电压区间,以及每一个所述电压区间对应一个所述下降速率参考值。


11.根据权利要求1所述的电池充电方法,其中所述电池为铅酸电池。


12.根据权利要求1、6或10中任一项所述的电池充电方法,还包括:
在检测所述电池的端电压之前,由所述电池的电池特性得到所述上升率参考值和所述下降率参考值,并将所述上升率参考值和所述下降率参考值存储在非易失性存储器中。


13.一种电池充电系统,包括:
充电电路,被配置为包括一开关单元,其中所述开关单元耦接至一电池;
检测电路,被配置为耦接至所述电池,以检测所述电池的端电压,并输出一反映所述端电压的采样信号;以及
控制电路,被配置为接收所述采样信号,以输出一控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员:熊亮刘臻基徐文康
申请(专利权)人:台达电子工业股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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