一种电池组的并联充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电池组的并联充电装置，所述的并联充电装置包括N2个并充模块、转换开关组和时序控制器；当N1为偶数时，N2＝N1/2，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；当N1为奇数时，N2＝（N1+1）/2，一个独立的电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；所述的转换开关组均连接时序控制器。本实用新型专利技术解决了因各电池充电结束顺序的不同而出现的电池端电压不一致的问题，同时一个并充模块可对两个单体电池进行充电，减少了一半的并充模块，降低了成本，减小了体积。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电池组的并联充电装置。
技术介绍
当前大多数电池(如铅酸电池/各类锂电池等)的充电方式，如图I所示，至少经过一个恒流和一个恒压阶段，一般以在恒定电压(Vc)下当充电电流减小至截止电流(Ic)为充电截止；这种充电方式也称为TAPER型充电方式。截止电流(Ic) 一般取为O. I倍的恒流值。现有对电池组的充电可分为串联充电和并联充电，并联充电最常见的为单线制并联充电。常见的单线制并联充电如图2所示，所有并充模块同时工作，每个并充模块的充电模式为TAPER型，且可独立进行充电控制。传统的单线制并联充电方法会出现充电结束时，各电池端电压不一致的情况，无法消除连接线压降对各电池影响的不一致性。此方法不但没有体现并充方式对均衡电池、提高电池寿命的优点，反而加剧了电池的不一致性和离散度，缩短了电池组寿命。传统单线制并联充电方法在充电结束时各电池端电压，至少有如下几种可能假设所有并充模块的参数性能一致，其充电停止的截止电流为Ic、恒压为Vc ;各连接线(L0 Ln)参数性能一致，其总的内阻(线内阻+连接内阻)均为r。I.电池组首、尾电池，如图2中VBl和VBn，其充电结束时其电池端电压有可能=Vc - IcXr (此时相邻电池充电未结束)，也可能=Vc — 2IcXr (此时相邻电池充电已结束)。2.电池组中其它电池，如图2中VB2和VB3，其充电结束时其电池端电压都有三种可能如此时相邻电池中，有一个充电未结束，一个已结束，其=Vc - IcXr ;如此时相邻电池充电都已结束，其=Vc - 2IcXr ;如此时相邻电池充电都未结束，其=Vc。因各电池性能及并充模块等必然存在差异，必导致电池组中各电池完成充电的顺序必然有先后，故各电池在充电截止时必然出现不同的端电压；而且系统无法对这种随机出现的不同电池的不同端电压进行补偿。另外，现有的并联充电方式中一个单体电池必须配一个并充模块，成本较高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于传统单线制并联充电方法因各电池充电结束顺序的不同而出现的电池端电压不一致的问题，而提供了一种可有效的减轻电池极化，加快电池充电速度，降低电池充电温升，提高电池使用寿命的电池组的并联充电装置。一种电池组的并联充电装置，所述电池组由NI个单体电池串联而成，所述的并联充电装置包括N2个并充模块、转换开关组和时序控制器，NU N2均为大于零的整数；当NI为偶数时，N2 = N1/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；当NI为奇数时，N2 =(N1+1)/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，多余的一个单体电池为一个独立的电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；所述的转换开关组均连接时序控制器。本技术所述的单体电池可为单节电池，亦可为由若干节电池串并组成的电池模块；此电池可为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池等二次电池，亦可为电容或超级电容等储能器件。本技术所述的并充模块可为恒流源和/或恒压源。假设所有并充模块的参数性能一致，其充电停止的截止电流为Ic、恒压为Vc ;各连接线(L0 Ln)参数性能一致，其总的内阻(线内阻+连接内阻)均为r，采用本技术的并联充电装置，所有电池在结束充电时的端电压VB = Vc — 2IcXr。优选地，所述的转换开关组为每个电池集合中在任何时刻只接通其中一个单体电池与并充模块而进行充电的转换开关。优选地，所述的转换开关组为电子开关。优选地，所述的转换开关组为机械触点开关。本技术的有益效果在于I、采用时序控制器及转换开关组控制相邻电池交替脉冲充电，解决了传统单线制并联充电方法因各电池充电结束顺序的不同而出现的电池端电压不一致的问题，可有效的减轻电池极化，加快电池充电速度，降低电池充电温升，提高电池使用寿命；2、通过开关组进行切换，使得一个并充模块在不同的时域可对两个单体电池进行充电，从而减少了一半的并充模块，降低了成本，减小了体积，模块化方便扩展，尤其是在并充模块功率较大时优势更加明显。附图说明图I是传统充电过程中电流/电压与时间的关系图。图2是传统并联充电的电路原理图。图3是实施例I并联充电装置的电路原理图。图4是实施例2并联充电装置的电路原理图。图5是本技术两个控制时序的通断波形图。图6是本技术转换开关组的一种电路原理图。图7是本技术转换开关组的另一种电路原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，但本技术的保护范围并不限于此。实施例I参照图3，一种电池组的并联充电装置，所述电池组由四个单体电池VB1、VB2、VB3、VB4串联而成，所述的并联充电装置包括二个并充模块1#和2#、转换开关组和时序控制器，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，即VB1、VB2为一个电池集合，VB3、VB4为一个电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；所述的转换开关组均连接时序控制器。本技术工作时，在时序控制器和转换开关组控制下，所有奇数项电池VB1、VB3由SI时序控制充电，所有偶数项电池VB2、VB4由S2时序控制充电，两个时序的通断波形如图5所示，即奇数项电池在充电时，偶数项电池断开充电；而偶数项电池在充电时，奇数项电池断开充电。并充模块1#对电池VBl和VB2交替充电，即在任一时刻，或者与电池VBl导通形成充电回路，或者与电池VB2导通形成充电回路；同理，并充模块2#对电池VB3和VB4交替充电，即在任一时刻，或者与电池VB3导通形成充电回路，或者与电池VB4导通形成充电回路。所述的时序SI和S2导通时间为Ton，关闭时间为Toff，D = Ton/ (Ton+Toff)为占空比，图5中D = 49%，Td为死区时间，Td = 1%。图3中单体电池可为三元锂电池或锰酸锂电池，容量可为lOAh，充电截止电流为Ic = O. 5A,恒压电压为Vc = 4. 3,恒流电流I = 5A, r = O. I Ω ,此处选择f = 1Hz, D =49%, Td = 1%。控制策略为充电伊始就开始脉冲交替充电，具体而言开始各节电池，以5A的脉冲进行充电，到充电电压达到4. 3V即恒压电压值时，以恒压脉冲进行充电，此时充电电流会逐步减小，下降到截止电流O. 5A时充电结束；充电结束后所有单体电池端电压VB=Vc -2IcXr = 4. 2V，其中Ic为充电停止的截止电流，Vc为恒压，r为各连接线(LO Ln)的总内阻(线内阻+连接内阻)。图6表示一种转换开关组的工作原理图，SI和S2不允许同时导通。图7表示另一种转换开关组的工作原理图，此时若只用开关Kl和K2组成双刀双掷开关，在确保安全下，很难做到导通和关闭都为50%，故在此引入了辅助开关K3。其真值表如下I 状态I SII S2I KiI K2K31....................................................I......I.................................................................I....本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组的并联充电装置，所述电池组由N1个单体电池串联而成，其特征在于：所述的并联充电装置包括N2个并充模块、转换开关组和时序控制器，N1、N2均为大于零的整数；当N1为偶数时，N2＝N1/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；当N1为奇数时，N2＝（N1+1）/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，多余的一个单体电池为一个独立的电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；所述的转换开关组均连接时序控制器。

【技术特征摘要】
1.一种电池组的并联充电装置，所述电池组由NI个单体电池串联而成，其特征在于所述的并联充电装置包括N2个并充模块、转换开关组和时序控制器，NI、N2均为大于零的整数； 当NI为偶数时，N2 = N1/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块； 当NI为奇数时，N2 =(N1+1)/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，多余的一个单体电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春飞，
申请(专利权)人：陈春飞，
类型：实用新型
国别省市：