一种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置，其包括MCU、驱动单元和升压模块，MCU连接电池和驱动单元，驱动单元通过升压模块连接电池。在充电过程中，通过MCU检测全体电池的总电压值和单体电池的电压值，根据总电压值计算出平均电压值并与单体电池的电压值比较，当某一单体电池的电压值大于或等于预设值时输出使能信号至驱动单元，由驱动单元转换成驱动信号启动该单体电池对应的升压单元，由升压单元对该单体电池的下级单体电池充电，完成将单体电池多余的电能转移到电能较低的相邻单体电池中。在充电循环几次后，使各单体电池的电压值趋于一致，采用能量转移达到均衡电池容量的目的，保证了电池的使用寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置
本技术涉及电池
，特别涉及一种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置。
技术介绍
随着电池产业的发展，锂电池由于具有安全性能好、容量大、形状可定制等优点， 适用于手机、电脑、电动机车等众多领域。电池组由多个单体电池串联或并联组成，以其更大的容量广泛地应用于人们生活中。目前，电池大多采用恒流、恒压的方式进行充电。由于锂电池的充电曲线比较特别，过充和过放电会对其造成损坏。另外，在工程应用中需要对多个单体电池或电池组进行出厂前集中充电时，由于各电池单体或电池组的性能参数不一致，各单体电池之间在充电时存在接受能力、自放电率、容量衰减速率等差异，会导致每个单体电池的充电能量不一致。而且电池组内的各个单体电池储存的电荷量差距将越来越大，呈发散趋势，这样易造成电池组内部的单体电池的离散性增大，甚至个别单体电池的性能衰减会加剧，进而导致整个电池组失效。上述情况导致的失衡现象会随着时间的推移逐渐加剧，严重影响了电池的寿命和可靠性，而当前的充电技术中没有过多地关注这个问题。因此，如何实现电池能量转移均衡充电技术，使单体电池不被过充电和过放电，成为锂电池充电技术的重要突破和必要手段。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置，能逐步减小单体电池之间的不一致性，确保所有单体电池的电压随着充放电循环收敛至稳定值，达到均衡充放电的目的。为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案—种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置，其包括用于检测全体电池的总电压值和单体电池的电压值、根据总电压值计算出平均电压值、将平均电压值与单体电池的电压值进行比较并根据比较的结果输出相应的使能信号至驱动单元的MCU ；用于将输入的使能信号转换成驱动信号、并输出至升压模块的驱动单元；用于根据输入的驱动信号控制单体电池充电或放电的升压模块； 所述MCU连接电池和驱动单元，所述驱动单元通过升压模块连接电池。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，所述MCU包括用于检测全体电池的总电压值，并根据所述总电压值计算出平均电压值、将所述平均电压值传输给检测模块的MCU控制单元；用于检测单体电池的电压值，并与所述MCU控制单元输入的平均电压值比较、根据比较的结果输出相应的使能信号至驱动单元的检测模块；所述MCU控制单元通过检测模块连接电池和驱动单元。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，全体电池包括三个单体电池，分别为第一电池、第二电池和第三电池。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，所述检测模块包括第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元；所述第一检测单元的第I端、第二检测单元的第I端、第三检测单元的第I端连接驱动单元，第一检测单元的第3端、第二检测单元的第3端、第三检测单元的第3端连接MCU 控制单元，第一检测单元的第4端连接第二检测单元的第2端、第一电池的正极、第二电池的负极和升压模块，第一检测单元的第2端和第一电池的负极均接地，第二检测单元的第4 端连接第三检测单元的第2端、第二电池的正极、第三电池的负极和升压模块，所述第三检测单元的第4端连接第三电池的正极、升压模块和MCU控制单元。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，所述升压模块包括第一升压单元、第二升压单元和用于控制第三电池的电压值的末级控制单元；所述第一升压单元的第I端、第二升压单元的第I端连接驱动单元，第一升压单元的第2端接地，第一升压单元的第3端连接第二升压单元的第2端、第一电池的正极和第二电池的负极，第一升压单元的第4端连接第二升压单元的第3端、第二电池的正极和第三电池的负极，第二升压单元的第4端连接第三电池的正极，所述第三电池的正极还连接末级控制单元和第三检测单元的第4端。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，所述末级控制单元包括二极管、变压器和开关电路；所述变压器的初级线圈的同名端连接第三电池的正极和第三检测单元的第4端， 所述初级线圈的异名端连接开关电路的第3端，变压器的次级线圈的同名端接地，所述次级线圈的异名端连接二极管的正极，所述二极管的负极连接第三电池的负极，所述开关电路的第2端连接第二升压电路的第3端，开关电路的第I端连接驱动单元。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，所述检测模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述第一电阻的一端连接第一检测单元的第5端、还通过第二电阻接地，第一电阻的另一端连接第一检测单元的第4端、第一电池的正极和第二电池的负极、还通过第四电阻连接第二检测单元的第5端，第三电阻的一端连接第二检测单元的第5端、另一端连接第二电池的正极和第三电池的负极，还通过第六电阻连接第三检测单元的第5端，第五电阻的一端连接第三检测单元的第5端、另一端连接第三检测单元的第4端和第三电池的正极。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，所述第三检测单元的第4 端连接第一保护电阻的一端，第一保护电阻的另一端连接MCU控制单元、还通过第二保护电阻接地。所述的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置中，所述电池为单体电池或者电池组。相较于现有技术，本技术提供的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置，在充电过程中，通过MCU检测全体电池的总电压值并计算出平均电压值，与检测到的各个单体电池的电压值进行比较，当其中某一单体电池的电压值与平均电压值的电压差大于或等于预设值时输出相应的使能信号至驱动单元，由驱动单元输出相应的驱动信号启动该单体电池所对应的升压单元，通过该升压单元输出高电压至该某一单体电池的下级单体电池使其升压，即完成了将该某一单体电池的多余的电能转移到电能较低的下级单体电池中。如此充电循环几次后使各单体电池的电压值收敛至稳定值，通过均衡电池电压来达到均衡电池容量的目的，有效地解决了失衡现象引起的电池损坏、使用寿命缩短的问题。附图说明图I为本技术具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置的结构框图。图2为本技术具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置实施例一的电路图。图3为本技术具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置实施例二的电路图。具体实施方式本技术提供一种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供的具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置，旨在解决充电时由于电池自身性能参数不同导致电池容量不均衡的问题，由于电池容量的不均衡直接体现在电池电压值的高低上，在对多个单体电池或由多个单体电池组成的电池组充电时，采用相邻电池之间将电能高的部分转移到电能低的电池上来实现能量转移均衡充电。为了便于理解，在阐述本技术的结构框图时将多个单体电池或由多个单体电池组成的电池组简称为电池。请同时参阅图I和图2，所述电池充电装置包括MCU100、驱动单元200、电池300 和升压模块400。所述MCU100连接电池300和驱动单元200，所述驱动单元200通过升压模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有能量转移均衡充电功能的电池充电装置，其特征在于，包括：用于检测全体电池的总电压值和单体电池的电压值、根据总电压值计算出平均电压值、将平均电压值与单体电池的电压值进行比较并根据比较的结果输出相应的使能信号至驱动单元的MCU；用于将输入的使能信号转换成驱动信号、并输出至升压模块的驱动单元；用于根据输入的驱动信号控制单体电池充电或放电的升压模块；所述MCU连接电池和驱动单元，所述驱动单元通过升压模块连接电池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢春华，廖石波，周大红，蔡可峰，刘建飞，
申请(专利权)人：深圳市京泉华科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：