一种电池组的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充电装置，所述电池组由若干个单体电池串联而成，所述的充电装置包括若干个并充模块，各并充模块分别与其对应的单体电池连接而构成充电回路，充电回路连接至时序控制器。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，可在充电中实现电池的均衡和最佳性能，减少了一半的并充模块，可降低成本，减小体积，模块化方便扩展。（*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，在高压高功率应用的电池组环境中，其电池节数较多且充电电流较大，若完全用并充模块来进行并充，虽然可以解决串充方式中无法针对各电池进行差异性充电的问题，实现了各电池的均衡及最佳性能，提高了电池组的使用寿命，但是其具有经济性差，成本闻，体积大等缺点。
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充电装置。一种电池组的充电装置，所述电池组由若干个单体电池串联而成，所述的充电装置包括若干个并充模块，各并充模块分别与其对应的单体电池连接而构成充电回路，充电回路连接至时序控制器。假设本技术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，采用本专利技术的充电方法和充电装置，所有电池在结束充电时的端电压为VB = Vc - 2IcXr。优选地，所述的充电装置还包括一个用于对电池组进行串联充电的串充模块，所述串充模块与电池组串联。即串联充电与并联充电相结合，具体的充电策略可为充电伊始，串充模块开始已额定的电流恒流充电，并充模块此时并不充电，但会检测其各电池端电压，但任意并充模块检测到电池端电压达到限压阀值时，会告知串充模块。串充模块接受到信号后，停止充电，并对电池组进行固定时间的恒流放电，然后停止放电，串充模块将降低充电电流，当任意并充模块检测到电池端电压达到限压阀值时，串充模块停止充电，再对电池组进行放电，然后再降低充电电流进行恒流充电，周而复始，直到后串充模块恒流充电电流降到与并充模块相同，且有电池端电压达到限压阀值时，串充模块停止充电(此过程一般不超过5段)。此后并充模块开始充电，其采用交替脉冲充电控制方法，根据既定的时序进行交替工作，当电池充电电流降到充电截止电流时，该电池并充完成，当所有电池完成并充后，整个充电完成。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、串充模块可为恒流源和/或恒压源。优选地，所述的并充回路中各并充模块连接至时序控制器。优选地，在各充电回路中串联控制开关，各控制开关连接至时序控制器。优选地，所述电池组由NI个单体电池串联而成，所述的充电装置包括N2个并充模块和转换开关组，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；所述的转换开关组连接至时序控制器。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、采用串充和并充结合充电，串联充电完成电池组所需的最大相同能量的充电，并联充电完成电池组中各电池的差异性的充电，可在充电中实现电池的均衡和最佳性能，大大提高整个电池组的使用寿命，特别适用于各类锂离子电池组的充电；3、采用一个并充模块给相邻两个单体电池充电，从而可减少一半的并充模块，可降低成本，减小体积，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是本技术所述充电装置的电路原理图。图4是实施例I所述充电装置的电路原理图。图5是实施例2所述充电装置的电路原理图。图6是实施例3所述充电装置的电路原理图。图7是实施例4所述充电装置的电路原理图。图8是实施例5所述充电装置的电路原理图。图9是实施例3进行串联充电时电流/电压一时间关系图。图10是实施例3进行并联充电时两个控制时序的通断波形图。图11是实施例3转换开关组的一种电路原理图。图12是实施例3转换开关组的一种电路原理图。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3，一种电池组的充电装置，所述电池组由若干个单体电池VB1、VB2、VB3、…、VBn (η为大于等于2的整数)串联而成，所述的充电装置包括若干个对单体电池进行并联充电的并充模块1#、2#、3#、…、η#，所述的并充模块与对应的单体电池之间构成并充回路，所述的并充回路中各并充模块连接至时序控制器。本实施例的工作原理是在时序控制器控制下，各并充模块交替通断，所有奇数项电池VB1、VB3、…、VB(2x-l，x为大于等于I的整数)由SI时序控制充电，所有偶数项电池VB2、VB4、…、VB(2x)由S2时序控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组的充电装置，所述电池组由若干个单体电池串联而成，其特征在于：所述的充电装置包括若干个并充模块，各并充模块分别与其对应的单体电池连接而构成充电回路，充电回路连接至时序控制器。

【技术特征摘要】
1.一种电池组的充电装置，所述电池组由若干个单体电池串联而成，其特征在于所述的充电装置包括若干个并充模块，各并充模块分别与其对应的单体电池连接而构成充电回路，充电回路连接至时序控制器。2.根据权利要求I所述的电池组的充电装置，其特征在于所述的充电装置还包括一个用于对电池组进行串联充电的串充模块，所述串充模块与电池组串联。3.根据权利要求I或2所述的电池组的充电装置，其特征在于所述的并充回路中各并充模块连接至时序控制器。4.根据权利要求I或2所述的电池组的充电装置，其特征在于在各充电回路中串联控制开关，各控制开关连接至时序控制器。5.根据权利要求I或2所述的电池组的充电装置，其特征在于所述电池组由NI个单体电池串联而成，所述的充电装置包括N2个并充模块和转换开关组，NI、N2均为大于...

【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：