一种均衡充电器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种均衡充电器，包括单片机控制中心、电池组充电检测控制模块、电源供电模块和芯片电源模块；所述电源供电模块与电池组充电检测控制模块电连接；所述单片机控制中心与电池组充电检测控制模块电连接，并通过多路脉宽调制输出控制电池组充电检测控制模块；所述芯片电源模块与单片机控制中心、电池组充电检测控制模块和电源供电模块中的芯片电连接。本实用新型专利技术的充电器以单片机控制中心为核心，通过多路脉宽调制输出控制各节电池充电检测电路的开断，同时对电池组的每节电池进行独立充电，由此可以保证每节电池充电的一致性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种充电器，特别是涉及一种铅酸电池的均衡充电器。
技术介绍
电池是各种电动设备如电动汽车的主要储能元件，是个比较关键的部件，电池的 性能将直接影响到电动汽车的性能。 通常使用的可充电电池组是将多个可充电电池进行串联而组成，所以单节电池是 构成电池组的基本单元。从对电动汽车的使用过程中发现，电动汽车中的电池组使用寿命 远短于单节电池的正常使用寿命，研究表明这是因为电池存处在不均衡的状态中。 在组成串联电池组的单节电池之间，由于一致性不好和其他因素的影B向，使得串联电池组在使用中各节电池所表现出的应用性能也有不同，从而形成了木桶效应。当串联 电池组处于充电状态时，往往会出现一节电池被充满时，其他电池还处于未充满状态，由于 是串联连接，所以，被充满的单节电池处于过充电状态，直至所有单节电池都被充满电。电 池的过充电不仅会使电池的使用寿命大大减少，而且还可能发生电池爆裂的危险。而如果 为了避免过充，就会存在有单节电池充电不够的问题，充电少的电池的寿命縮短，引起所在 的电池组的寿命縮短，从而使整个电池系统的寿命縮短。由此，充放电过程不均衡，不断重 复的充放电过程更加剧了不均衡现象，在这样的状态下长期使用，将会使整个串联电池组 的性能大大降低，甚至发生电池组过早的损坏。 当发生电池组损坏的情况时，通常采用的办法就是更换整个电池组，尚未发生损 坏的单节电池在更换中也同时被废弃，这种做法造成了很大的浪费。为了解决这些问题必 须对电池进行综合有效的均衡充电管理。 传统的处理方式有能耗式均衡方法、双向反激直流_直流转换器均衡方法、双向 反激直流-直流转换器均衡方法、同轴多绕组变压器(CWT)的进行充放电均衡方法、双向非 能耗式电流转换器均衡方法和升降压直流一直流转换器的充电均衡方法等。能耗式均衡方 法的特点是将过剩的能量消耗掉以避免电池受到损害，此种方式会造成能量的浪费。 双向反激直流_直流转换器均衡、双向反激直流_直流转换器均衡方法可以实现 一定的实验性均衡效果，但是由于电路带有大量感性元件、结构复杂、电路体积大等缺陷， 降低了其实用性。 同轴多绕组变压器(CWT)的进行充放电均衡方法，理论上同轴多绕组变压器均衡 可以完全实现蓄电池充放电均衡，并且不需要功率开关的使用，控制也比较简单。但在实际 应用中，变压器的寄生效率，尤其是变压器的漏磁，会导致各个端电压并不相同，各电池模 块会造成能量紊乱。 双向非能耗式电流转换器均衡方法，双向非能耗式电流转换器均衡方案可以实现 一定的实验性均衡效果，但由于电路结构复杂、能量损耗大等缺陷，限制了其实用性。升降 压直流一直流转换器的充电均衡方法，升降压直流一直流转换器均衡方案可以实现一定的 实验性均衡效果，但由于能量转移过程中损耗较大，局限了均衡效果的实现，降低了其实用性。 美国专利US 6,046,573《电池组均衡充电系统》(System for Equalizing the Level ofCharge in Batteries)，该系统对每节电池的充放电都是通过一个独立的DC-DC 转换器实现，其效率会非常低，电路结构复杂，成本高。 中国专利文献CN 1315239C公开了一种《具有均衡充电控制电路的电池组》，该电 池组中的单节电池通过均衡充电控制电路被串联在一起，当发生单节电池被充满时，均衡 充电控制电路自动切换，停止对被充满的单节电池的充电，同时继续为其他未充满的电池 充电，直至所有单节电池均被充满。这种电池组虽然也能获得一定的均衡充电的效果，但是 由于其是对整个电池组恒定电流充电，损耗会比较严重，电池组的充电和放电连接方式通 过转换开关实现，比较复杂，系统稳定性不好。 中国专利文献CN 101123359A公开了《一种无损均衡充电多节串联电池的充电电 路》，它包括多个电池串联连接的电池组，电池组与一个电源供应器相连，使电源充电器提 供恒流充电源给电池组，每二个电池之间串联连接一个切换开关，且每一电池并联连接一 个精密电压检测器，电压检测器检测的结果传送至充电控制电路。充电控制电路与切换开 关相连，以控制切换开关的断合。当检测出一节电池的电压达到饱和时，充电控制电路断开 对应该电池的切换开关，该电池停止充电，重复直至完成充电。但是其单体电池检测电路存 在浮地问题，检测电路成本很高，而且它只适于低电压电池组，不适于铅酸电池，充电方式 也只能用恒流方式充电，实用性不高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能对电池组实现自动均衡充电控制，能有效延长电 池使用寿命，且充电效率高、简单易行的均衡充电器。 实现本技术目的的技术方案是一种均衡充电器，包括单片机控制中心、电池 组充电检测控制模块、电源供电模块和芯片电源模块；所述电源供电模块与电池组充电检 测控制模块电连接；所述单片机控制中心与电池组充电检测控制模块电连接，并通过多路 脉宽调制输出控制电池组充电检测控制模块；所述芯片电源模块与单片机控制中心、电池 组充电检测控制模块和电源供电模块中的芯片电连接。 所述单片机控制中心包括增强型单片机和外围电路；所述增强型单片机包括型号 为C8051F350/2的24位采样转换器系统和型号为HEF4051的多路模拟传输器；所述外围电 路包括单片机电源滤波电路、晶振电路和单片机复位电路；所述电池组充电检测控制模块 包括N节(N为整数，N^2)相互并联的单节电池和与每节电池对应的电池充电检测电路； 所述第一节电池充电检测电路至第N节电池充电检测电路均包括独立的电池充电电路、电 池电压检测电路、电池电流检测电路和温度检测电路，且第一节电池充电检测电路至第N 节电池充电检测电路分别与单片机控制中心电连接；所述电源供电模块包括相互电连接的 EMI滤波整流电路和开关电路；所述芯片电源模块包括两级降压电路；第一级降压电路输 入端连接将220V电源电压，输出端输出15V电压给电源供电模块的开关电路的芯片；第二 级降压电路输入端连接第一级降压电路输出端，第二级降压电路输出端输出5V电压给单 片机控制中心和电池组充电检测控制模块中的各个芯片；所述第二级降压电路包括线性电 源芯片LM317、连接在电源的输出端及负载的电源输入端的2个电解电容以及与每个电解电容分别并联的电容。 所述电池组充电检测控制模块的每节电池的充电电路连接在每节电池的正负极， 包括M0S管和M0S管驱动芯片；所述电流检测电路连接在每节电池的正负极，包括运放电 路，运放电路的输出端连接单片机控制中心，运放电路的放大器为4运放集成芯片LM324 ; 所述温度检测电路包括热敏电阻，热敏电阻放置于各单节电池附近，温度检测电路的输出 端连接单片机控制中心；所述电压检测电路连接在每节电池的正负极，包括分压电阻，电压 检测电路的输出端连接单片机控制中心。 充电器还包括电池组充放电转换接头；电池组充放电转换接头包括1个母接头和 2个公接头；公接头包括1个充电公接头和1个放电公接头。 所述母接头包括2N个插孔，按照上下两排平行且一一对应设置，每个插孔处设有导电铜片，其中上排插孔分别对应N节电池的正极，下排插孔分别对应N节电池的负极；所述每个公接头也包括2N个孔槽，按照上下两排平行且一一对应设置，上排孔槽分别对应N节电池的正极，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均衡充电器，其特征在于：包括单片机控制中心（１）、电池组充电检测控制模块（２）、电源供电模块（３）和芯片电源模块（４）；所述电源供电模块（３）与电池组充电检测控制模块（２）电连接；所述单片机控制中心（１）与电池组充电检测控制模块（２）电连接，并通过多路脉宽调制输出控制电池组充电检测控制模块（２）；所述芯片电源模块（４）与单片机控制中心（１）、电池组充电检测控制模块（２）和电源供电模块（３）中的芯片电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志贤，聂敬礼，唐怀刚，欧阳明高，王斌，滕景龙，葛燕，陈晓月，王瑛，王磊，
申请(专利权)人：常州麦科卡电动车辆科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]