一种锂电池组充电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种锂电池组充电系统，包括包括主控单元、整流滤波模块、PFC电路模块、正激电路模块和锂电池组；PFC电路模块为Boost型，包括Boost升压单元和电性连接于Boost升压单元的PFC控制电路；Boost升压单元电性连接于整流滤波模块；正激电路模块分别电性连接于Boost升压单元和主控单元；锂电池组分别电性连接于正激电路模块和主控单元。本实用新型专利技术解决了现有锂电池充电器系统中存在的电网侧无功注入、谐波污染导致电能变换质量较低的问题。低的问题。低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池组充电系统


[0001]本技术涉及锂电池
，更具体地说，涉及一种锂电池组充电系统。

技术介绍

[0002]现有的锂电池组充电器大多使用电源管理芯片控制，充电模式单一，参数固定且未考虑充电过程中对电池实际状态的影响，只能对电池进行被动充电控制和管理，缺乏荷电参数采集、充放电管理、荷电状态估计、均衡控制和故障处理等功能，不利于提高电池组的使用效率和寿命。因此需要在锂电池充电器中加入相应的充电器管理系统，但在现有的一些充电器系统中，存在着电网侧无功注入、谐波污染的问题，电能变换质量较低，不利于充电管理。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术提供了一种锂电池组充电系统，以解决现有锂电池充电器系统中存在的电网侧无功注入、谐波污染导致电能变换质量较低的问题。
[0004]为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]一种锂电池组充电系统，包括主控单元、整流滤波模块、PFC电路模块、正激电路模块和锂电池组；PFC电路模块为Boost型，包括Boost升压单元和电性连接于Boost升压单元的PFC控制电路；Boost升压单元电性连接于整流滤波模块；正激电路模块分别电性连接于Boost升压单元和主控单元；锂电池组分别电性连接于正激电路模块和主控单元。
[0006]优选地，正激电路模块包括双管正激电路。
[0007]优选地，正激电路模块包括单管正激电路。
[0008]优选地，正激电路模块通过隔离驱动电路电性连接于主控单元。
[0009]优选地，隔离驱动电路中设置有用于进行光隔离的高速光耦芯片。
[0010]优选地，锂电池组通过输出滤波模块电性连接于正激电路模块。
[0011]优选地，锂电池组分别通过电流采集单元、电压采集单元、温度采集单元电性连接于主控单元；电压采集单元设置有单体电压采集芯片，电压采集单元通过单体电压采集芯片进行电压采样。
[0012]优选地，单体电压采集芯片通过isoSPI接口与主控单元进行通信。
[0013]优选地，单体电压采集芯片通过四线制SPI接口与主控单元进行通信。
[0014]优选地，电流采集单元为霍尔电流传感器。
[0015]本技术通过在充电器系统中采用前后级设计，并在前级设置Boost型PFC电路拓扑，能够减少电网侧的无功注入，抑制谐波污染，提高电能变换的质量。此外，本技术在后级采用正激电路拓扑，也能够使得结构简单，易于设计。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请实施例锂电池组充电系统的整体框架图；
[0018]图2为本申请实施例锂电池充电系统的前后级电路能量传递示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]本申请实施例的锂电池组充电系统，整体上包括主充电模块、电池管理系统和锂电池组三部分。进一步的，主充电模块采用前后两级设计，如图1所示，开端为整流滤波模块11，随后连接有PFC电路模块、正激电路模块和锂电池组3。
[0021]在本申请的其中一些实施例中，前级的PFC电路模块为Boost型PFC电路拓扑，以减少电网侧的无功注入，抑制谐波污染，提高电能变换的质量。具体的，包括Boost升压单元121和电性连接于Boost升压单元121的PFC控制电路122，其中，Boost升压单元121电性连接于整流滤波模块11。
[0022]在具体实施中，PFC电路有电感电流连续CCM和电感电流断续DCM两种工作模式。CCM方式有着频率固定、峰值电流低、电流纹波小等优点，因而使用较多，其基本工作原理是：分别采集输入电压和输出电压信号，并将两者的误差信号输入到乘法器中算出电流基准信号，将此信号和输入电流信号比较得出PWM波信号来控制开关管，以此来实现功率因数校正。基于不同的电流控制方式，CCM模式可分为峰值电流控制、平均电流控制和滞环电流控制，其中平均电流控制方式的输入电流随输入电压同步变化，跟踪误差较小且THD值可做到很小，在本申请实施例中，采用平均电流控制方式。
[0023]在本申请的其中一些实施例中，后级的正激电路模块为双管正激电路13，两个开关管同开同关，每个开关管承受的电压应力更小。可选的，正激电路模块也可采用单管正激电路。进一步的，双管正激电路13还连接有隔离驱动电路14，并通过隔离驱动电路14连接至电池管理系统。进一步的，双管正激电路13还通过输出滤波模块15连接至锂电池组3。
[0024]基于此，220V工频交流电压经过充电器前级的整流滤波模块11、Boost型PFC电路后变为400V左右的稳定直流电压，然后经过后级双管正激电路13降为50V电压为锂电池组3充电。
[0025]图2为本申请实施例锂电池充电系统的前后级电路能量传递示意图，如图2所示，两级PFC电路是将Boost PFC电路与后级的双管正激DC/DC电路级联起来。传统控制方法中，前后级开关管独立控制，PWM驱动信号都是在一个开关周期的开始时为高电平，输出达到所需电压时PWM驱动波形为低电平，即开关断开。这样，在时钟周期起始，前后级开关均导通，前级Boost电路电感储能，二极管D1断开，由电容CB给后级电路供电，此时，后级电路开关也导通，二极管VD3导通，VD4截止，由前级电路的电容CB将能量通过变压器传给电感L1，为负载供能。
[0026]请继续参见图1，电池管理系统的核心为主控单元，在具体实施中，主控单元采用DSP主控芯片21，以实现SOC估算、被动均衡和故障处理等功能。如前所述的双管正激电路13通过隔离驱动电路14连接至电池管理系统的DSP主控芯片21。
[0027]在具体实施中，隔离驱动电路14可采用脉冲变压器进行磁隔离，也可采用光隔离。在本申请实施例中，为了避免磁隔离可能出现的磁饱和现象，通过高速光耦芯片进行光隔离，以完成强弱电的电气隔离。
[0028]请继续参见图1，在本申请的其中一些实施例中，锂电池组3分别通过电流采集单元、电压采集单元、温度采集单元电性连接于DSP主控芯片21。其中，电流采集单元为电流传感器22，电压采集单元包括单体电压采集芯片23，温度采集单元为温度传感器24。
[0029]在具体实施中，SOC估算和电池均衡均需电池单体采样电压，因此，为了实现高精度的单体电池电压检测，本申请实施例采用专用的单体电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池组充电系统，其特征在于，包括主控单元、整流滤波模块、PFC电路模块、正激电路模块和锂电池组；所述PFC电路模块为Boost型，包括Boost升压单元和电性连接于所述Boost升压单元的PFC控制电路；所述Boost升压单元电性连接于所述整流滤波模块；所述正激电路模块分别电性连接于所述Boost升压单元和所述主控单元；所述锂电池组分别电性连接于所述正激电路模块和所述主控单元。2.根据权利要求1所述的锂电池组充电系统，其特征在于，所述正激电路模块包括双管正激电路。3.根据权利要求1所述的锂电池组充电系统，其特征在于，所述正激电路模块包括单管正激电路。4.根据权利要求1或2所述的锂电池组充电系统，其特征在于，所述正激电路模块通过隔离驱动电路电性连接于所述主控单元。5.根据权利要求4所述的锂电池组充电系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵殿云，郭启明，马建平，彭冠群，曹国华，
申请(专利权)人：山东圣阳电源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：