平衡充电方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于对由至少两个电池单元组成的电池组平衡充电的充电方法，包括步骤：ａ．利用恒定充电电流对电池组进行充电；ｂ．检测电池单元端电压，以判断是否某个电池单元端电压已达到预设的正常控制电压；ｃ．如确定尚无端电压达到正常控制电压，则重复步骤ａ；如果确定存在至少一个电池单元端电压已到达正常控制电压，则将所述至少一个电池单元的端电压保持在正常控制电压，同时开始降低充电电流；ｄ．当充电电流达到预设的下限阈值时，判断是否所有电池单元端电压均已达到正常控制电压；以及ｅ．如确定所有端电压均已达到正常控制电压，则继续降低充电电流至低于下限阀值以结束充电。本发明专利技术还提供了一种实施该充电方法的充电装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种充电方法及其装置，特别是涉及一种用以对由多个电池 单元串联组成的电池组进行平衡充电的充电方法和装置，以使各个电池单元 的端电压相互平tf并防止任一电池单元过充或欠充。
技术介绍
随着社会的发展，越来越多电动装置使用充电电池作为动力源，以便于 用户使用。根据所需电源功率不同，大部分电动装置所需电源电压位于6V-120V之间。以电动自行车为例，其使用的电源电压一般为36V，采用6 个6V的电池或者3个12V的电池串联成电池组进行供电。当电池电量不足 时，就需要进行充电。如果分别对每个电池进行单独充电，则需要大量的充 电设备和/或较长的充电时间。从而，通常利用36V充电器对整个电池组进 行充电。目前，市场上的大部分充电器只有两条输入/输出线，分别连接到 电池组的正负极。此类充电器在充电过程中只能控制电池组的总电压，从而 就会由于电池组中各个电池制造过程的离散性和多次使用后的不均匀性，而 产生单个电池电压不平衡的问题。当某一电池的端电压过高时，该电池就会产生过充电(over-charge),电池中的电解质会被分解，使得电池内部的温 度与压力上升，而加速老化；而当某一电池的端电压过低时，该电池就会充命不一致，甚至导致个别电池先于电池组失效。针对现有技术中存在的上述问题，需要一种充电装置和方法，其在对电 池组提供充电电流的同时，又能对单个电池单元的端电压加以监控，以根据 单个电池单元的端电压监控结果并适时调节电池组的充电电流和充电方式， 从而，实现充电过程中各电池单元端电压平ff并防止任一电池单元过充或欠 充，进而延长整个电池组的使用寿命。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种用于对由至少两个电池单元组成的电池组进行平衡充电的充电方法，包括以下步骤a.利用恒定充电电流对该电池 组的电池单元进行充电；b.检测各个电池单元的端电压，以判断是否某个 电池单元的端电压已达到预设的正常控制电压；c.如果确定尚无端电压达 到所述正常控制电压，则重复上述步骤a;如果确定存在至少一个电池单元 的端电压已到达所述正常控制电压，则将所述至少一个电池单元的端电压保 持在所述正常控制电压，同时开始降低所述充电电流；d.当所述充电电流 达到预设的下限阈值时，判断是否所有电池单元的端电压均已达到所述正常 控制电压；以及e.当确定所有端电压均已达到所述正常控制电压，则继续 降低充电电流直至低于所述下限阀值以结束充电。其中，步骤e还可以包括如果确定至少一个电池单元的端电压未达到 所述正常控制电压，则适当提升所述充电电流。优选地，该方法还可以包括 步骤f.利用所述提升后的充电电流以恒流方式或者脉冲电流方式继续对 电池組充电；g.判断是否所有电池单元的端电压均已达到所述正常控制电 压；以及h.当确定所有端电压均已达到所述正常控制电压，则继续降低充 电电流直至低于所述下限岡值以结束充电。其中，步骤h还可以包括如果确定并非所有端电压均已达到所述正常 控制电压，则进一步判断是否存在一个电池单元的端电压已经达到预设的上 限电压。优选地，该方法还可以包括步骤i.如果确定所有电池单元的端 电压均未达到所述上限电压，则重复上述步骤f;如果确定至少一个电池单 元的端电压已经达到所述上限电压，则进一步判断是否存在一个电池单元的 端电压已经超过了所述上限电压。优选地，该方法还可以包括步骤j.如果确定所有电池单元的端电压 均未超过所述上限电压，则降低所述提升后的充电电流，以将已达到上限电 压的电池单元的端电压维持在所述上限电压，并重复上述步骤g;如果确定 至少 一个电池单元的端电压已经超过所述上限电压，则强制终止充电。另外，该方法还可以包括步骤对整体充电过程和/或充电过程的局部 阶段进行计时，当充电计时达到预设的充电时间阈值时，控制器根据所述电 池单元的充电状态对充电过程进行强制调整。此外，该方法还可以包括步骤检测电池组的温度并将其与预设温度进 行比较，当确定检测到的温度大于预设温度，则终止充电。充电电源，其向所述电池组提供充电电能；电压 信号检测线；以及控制器，其连接于所述充电电源，并利用所述电压信号检 测线连接于电池组的各个电池单元，以在充电过程中纟全测各个电池单元的端 电压，其中该控制器中预设有正常控制电压值和上限电压值，并且将所述端 电压与所述正常控制电压值和上限电压值进行比较，以根据比较结果控制所 述充电电源进而控制充电过程。优选地，该控制器对所述充电电源的控制可以包括当控制器确定存在 至少一个电池单元的端电压已到达正常控制电压，则将所述至少一个电池单 元的端电压维持在所述正常控制电压，并且开始降低充电电流；和当控制器 确定所述充电电流已经降低到预设的下限阀值并且并非所有电池单元的端 电压均已达到正常控制电压，则指令充电电源适当提升充电电流并以恒流方 式或者脉沖电流方式继续对电池组进行充电。另外，该控制器对所述充电电源的控制还可以包括当控制器确定所有 端电压均达到所述正常控制电压，则指令所述充电电源进一步逐步降低充电 电流直至低于预设的下限阀值而结束充电；以及当控制器确定至少一个电池 单元的端电压达到上限电压时，则降低充电电流以将相应电池单元的端电压 保持在所述上限电压。另外，该控制器对所述充电电源的控制还可以包括当控制器确定至少 一个电池单元的端电压超过上限电压时，则立即终止充电。优选地，该控制器还可以包括计时器，该计时器对整个充电过程和/或 充电过程的局部阶段进行计时，该控制器根据所述计时器进行的计时与预设 的充电时间阈值之间的比较结果，对充电过程进行强制调节。另外，该装置还可以包括温度传感器，其设置成靠近电池组，以在充电 过程中监控电池组的温度。利用本专利技术的充电方法和装置，其能够实现在充电过程中对电池单元进 行电压平衡；从而，可以避免部分电池单元充电不足，而部分电池单元过充， 进而延长整个电池組寿命。附图说明下面参照附图详细描述本专利技术，图1是本专利技术的充电方法的第一实施方式的流程图； 图2示出图1所示的充电方法中各电池单元的端电压和充电电流的变化 曲线；图3是本专利技术的充电方法的第二实施方式的流程图； 图4示出图3所示的充电方法中各电池单元的端电压和充电电流的变化 曲线；以及图5是本专利技术的充电装置与电池组相连接的电路示意图。具体实施方式如图5所示，本专利技术的充电装置包括充电电源l,用于向由至少两个 电池单元组成的电池组提供电能；和控制器2，用以对充电过程进行控制； 以及电压信号检测线3，用于将各个电池单元连接于控制器2，以分别检测 各电池单元的端电压。该充电电源1可以是变压装置和整流装置的组合，其 对相应国家/地区的市电电压(100-2 30V)进行变压和整流，以向电池组输出 所需充电电能。当然，充电电源也可以是本领域所公知的其他任何可控电源。电池组7通过电压信号^f全测线3和主充电回^各8连接于该充电装置，该 电池组7可以包括多个串联在一起的电池单元。在图5的示例中，电池組7 包括串联在一起的三个电池单元，即第一电池单元4、第二电池单元5和第 三电池单元6。当然，该电池组中可以串联更多电池单元。各个电池单元两 端利用电压信号检测线3连接于该控制器2，以便控制器2对各个电池单元 的端电压进行检测。在图5的示例中，仅在电池单元4和5之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对由至少两个电池单元组成的电池组进行平衡充电的充电方法，包括以下步骤：ａ．利用恒定充电电流对该电池组的电池单元进行充电；ｂ．检测各个电池单元的端电压，以判断是否某个电池单元的端电压已达到预设的正常控制电压；ｃ．如果确定尚无端电压达到所述正常控制电压，则重复上述步骤ａ；如果确定存在至少一个电池单元的端电压已到达所述正常控制电压，则将所述至少一个电池单元的端电压保持在所述正常控制电压，同时开始降低所述充电电流；ｄ．当所述充电电流达到预设的下限阈值时，判断是否所有电池单元的端电压均已达到所述正常控制电压；以及　ｅ．当确定所有端电压均已达到所述正常控制电压，则继续降低充电电流直至低于所述下限阀值以结束充电。

【技术特征摘要】
1.一种用于对由至少两个电池单元组成的电池组进行平衡充电的充电方法，包括以下步骤a.利用恒定充电电流对该电池组的电池单元进行充电；b.检测各个电池单元的端电压，以判断是否某个电池单元的端电压已达到预设的正常控制电压；c.如果确定尚无端电压达到所述正常控制电压，则重复上述步骤a；如果确定存在至少一个电池单元的端电压已到达所述正常控制电压，则将所述至少一个电池单元的端电压保持在所述正常控制电压，同时开始降低所述充电电流；d.当所述充电电流达到预设的下限阈值时，判断是否所有电池单元的端电压均已达到所述正常控制电压；以及e.当确定所有端电压均已达到所述正常控制电压，则继续降低充电电流直至低于所述下限阀值以结束充电。2. 如权利要求1所述的充电方法，其中，所述步骤e还包括 如果确定至少一个电池单元的端电压未达到所述正常控制电压，则适当提升所述充电电流。3. 如权利要求2所述的充电方法，其中，该方法还包括步骤f. 利用所述提升后的充电电流以恒流方式或者脉冲电流方式继续对电 池组充电；g. 判断是否所有电池单元的端电压均已达到所述正常控制电压；以及h. 当确定所有端电压均已达到所述正常控制电压，则继续降低充电电 流直至低于所述下限阀值以结束充电。4. 如权利要求3所述的充电方法，其中，所述步骤h还包括如果确定并非所有端电压均已达到所述正常控制电压，则进一步判断是 否存在一个电池单元的端电压已经达到预设的上限电压。5. 如权利要求4所述的充电方法，其中，该方法还包括步骤i. 如果确定所有电池单元的端电压均未达到所述上限电压，则重复上 述步骤f 。6. 如权利要求5所述的充电方法，其中，所述步骤i还包括如果确定至少一个电池单元的端电压已经达到所述上限电压，则进一步 判断是否存在一个电池单元的端电压已经超过了所述上限电压。7. 如权利要求6所述的充电方法，其中，该方法还包括步骤迷提升后的充电电流，以将已达到上限电压的电池单元的端电压维持在所述上限电压，并重复上述步骤g;如果确定至少一个电池单元的端电压已经超 过所述上限电压，则强制终止充电。8. 如权利要求1至7中任一权利要求所述的充电方法，其中，该方法 还包括步骤对整体充电过程和/或充电过程的局部阶段进行计时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文恺，
申请(专利权)人：吴文恺，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]