專利名稱：蓄電池組均衡充電控制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池組均衡充電控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，交通、電力和信息系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性變得日益重要， 而構(gòu)成系統(tǒng)的各種電力設(shè)備都離不開可靠的電源，如果在工作過程中突然停電，所造成的 損失是難以估計(jì)的。為了避免這種情況，直流電源系統(tǒng)中都采用蓄電池組作為獨(dú)立的備用 電源，這樣，即使停電或電網(wǎng)出現(xiàn)故障，也可由蓄電池組為電力設(shè)備獨(dú)立供電，避免重大事 故的發(fā)生。由此可見，蓄電池組本身的容量、運(yùn)行狀態(tài)及壽命直接影響直流電源系統(tǒng)的可靠 性與穩(wěn)定性。
大量研究與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蓄電池組中各電池單體之間存在不一致性，而電池組 有效容量則受到其中最小容量電池單體的制約。電池制作過程中，工藝和材質(zhì)等的差異可 能導(dǎo)致其容量的不一致，電池使用過程中，溫度和電路等環(huán)境因素的差異也可能導(dǎo)致電池 容量的不一致。由于電池容量的不一致，在充電過程中各電池的電壓不盡相同，容量小的電 池已經(jīng)完全充滿而容量大的電池則尚未充滿。此時(shí)，如果電池組繼續(xù)充電，容量小的電池就 會(huì)過充。發(fā)生過充時(shí)，輸入的多余電量不是儲(chǔ)存在電池里，而是消耗在電解液中并致使電池 發(fā)生過熱。同時(shí)，由于電解作用產(chǎn)生的氣泡會(huì)附著在電極上，從而減少電極與電解液的接觸 面積，降低充電的效率。此外，充電終止時(shí)各電池荷電的不均衡還會(huì)導(dǎo)致放電的不均衡，甚 至使個(gè)別電池因深度放電引起極性顛倒，導(dǎo)致整組電池的放電能力減弱，縮短電池組的壽 命。過放電還會(huì)使電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，減小電池容量。
隨著連續(xù)循環(huán)充放電次數(shù)的增加，電池單體的容量加速衰減，單體間容量的不一 致性進(jìn)一步加劇。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在沒有均衡措施的情況下，僅靠提高充電電壓過充或過放 進(jìn)行被動(dòng)均衡的串聯(lián)電池組，其壽命遠(yuǎn)小于單體電池的壽命，只有單體電池壽命的幾分之 一乃至幾十分之一。因此，給出適當(dāng)?shù)某潆娍刂品桨?，?duì)電池組實(shí)施均衡充放電，保證所有 電池均在同樣的充放電深度，是延長(zhǎng)鉛酸蓄電池組使用壽命的關(guān)鍵所在，對(duì)減少運(yùn)營(yíng)成本、 提高電源系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，減少了廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染具有重要意義，是蓄電池 研究的一個(gè)重要方向。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種蓄電池組的均衡充電方案及其控制方法，以避免鉛酸蓄 電池組在充電過程中的過充和欠充，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的有益效果在于通過由場(chǎng)效應(yīng)管控制的旁路可以將蓄電池的充電電流分 流，從而降低蓄電池的充電速度，以實(shí)現(xiàn)各蓄電池之間均衡充電。每一蓄電池由對(duì)應(yīng)的從單 片機(jī)采集充電電壓，并全部發(fā)送到同一主單片機(jī)，主單片機(jī)按照充電控制方法確定每一場(chǎng) 效應(yīng)管的導(dǎo)通與阻斷，并向各場(chǎng)效應(yīng)管發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)予以實(shí)施。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊、制造成體低廉和使用簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)。該發(fā)明可用于任何鉛酸蓄電池組的均衡充 H1^ ο


圖1是蓄電池組均衡充電控制方案原理圖，圖中，η個(gè)蓄電池B1,…，Bn串聯(lián)后接 入充電電路中。在電池組的各電池單體上并聯(lián)一個(gè)串有場(chǎng)效應(yīng)管的電路和一個(gè)電壓采集電 路，電壓采集電路與一個(gè)單片機(jī)從機(jī)連接，用于實(shí)時(shí)采集電池單體兩極板之間的電壓。與η 個(gè)蓄電池對(duì)應(yīng)的η個(gè)單片機(jī)從機(jī)全部與同一個(gè)單片機(jī)主機(jī)連接，并在后者的控制下實(shí)時(shí)將 采集到的各電池單體電壓送往單片機(jī)主機(jī)。單片機(jī)主機(jī)在接收到η個(gè)蓄電池的電壓后，通 過均衡充電控制方法決定分別與η個(gè)蓄電池并聯(lián)的η個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的開閉，并實(shí)施控制。
具體實(shí)施方式
以V表示充電器兩端的電壓，V1,…，Vn分別表示蓄電池B1,…，Bn兩極板之間的 電壓，則有
權(quán)利要求
1.一種蓄電池組均衡充電控制器，其特征在于均衡充電控制器包括一個(gè)單片機(jī)主 機(jī)，η段串有場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)線，η為電池組中串聯(lián)電池的個(gè)數(shù)，η個(gè)單片機(jī)從機(jī)以及分別與每 個(gè)單片機(jī)從機(jī)對(duì)應(yīng)的η個(gè)采樣電路，每個(gè)采樣電路與一段串有場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)線并聯(lián)，而后 連接到電池的兩個(gè)極板上，每個(gè)采樣電路與對(duì)應(yīng)的單片機(jī)從機(jī)連接，所有單片機(jī)從機(jī)連接 到同一單片機(jī)主機(jī)上，采樣電路采集每個(gè)電池的電壓信號(hào)并送往相應(yīng)的單片機(jī)從機(jī)，經(jīng)采 樣處理后將電壓數(shù)據(jù)送單片機(jī)主機(jī)，各場(chǎng)效應(yīng)管的控制端均與單片機(jī)主機(jī)連接，單片機(jī)主 機(jī)根據(jù)各從機(jī)傳送的電壓信號(hào)，通過蓄電池組均衡充電控制方法控制各場(chǎng)效應(yīng)管的通斷。
2.一種控制如權(quán)利要求1所述的蓄電池組均衡充電控制器的方法，其特征在于均衡 充電控制器包括一個(gè)單片機(jī)主機(jī)，η段串有場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)線，η為電池組中串聯(lián)電池的個(gè) 數(shù)，η個(gè)單片機(jī)從機(jī)以及分別與每個(gè)單片機(jī)從機(jī)對(duì)應(yīng)的η個(gè)采樣電路，每個(gè)采樣電路與一 段串有場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)線并聯(lián)，而后連接到電池的兩個(gè)極板上，每個(gè)采樣電路與對(duì)應(yīng)的單片 機(jī)從機(jī)連接，所有單片機(jī)從機(jī)和各場(chǎng)效應(yīng)管的控制端均與同一單片機(jī)主機(jī)連接，采樣電路 采集每個(gè)電池的電壓信號(hào)并送往相應(yīng)的單片機(jī)從機(jī)，經(jīng)采樣處理后將電壓數(shù)據(jù)送單片機(jī)主 機(jī)，單片機(jī)主機(jī)根據(jù)各從機(jī)傳送的電壓信號(hào)對(duì)各場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通和阻斷實(shí)施控制以V表 示充電器兩端的電壓，V1,…，Vn分別表示蓄電池B1,…，Bn兩極板之間的電壓，
全文摘要
由于種種原因，蓄電池的電壓和容量勢(shì)必存在不一致性。在充電過程中，蓄電池組中容量小的電池已經(jīng)完全充滿而容量大的電池則尚未充滿，即同時(shí)出現(xiàn)過充和欠充。過充和欠充不僅降低蓄電池的充電效率，還會(huì)減少蓄電池的使用壽命。名稱為蓄電池組均衡充電控制技術(shù)的發(fā)明涉及一種蓄電池組均衡充電控制技術(shù)，旨在解決蓄電池組在充電過程中的過充和欠充問題。該發(fā)明的技術(shù)方案是通過給每一個(gè)電池單體并聯(lián)一個(gè)由場(chǎng)效應(yīng)管控制的旁路，并將相應(yīng)從單片機(jī)采集的電池單體的充電電壓送同一個(gè)主單片機(jī)，主單片機(jī)根據(jù)蓄電池組中各單體的充電電壓，借助充電控制算法決定每一條旁路的導(dǎo)通與阻斷，并通過場(chǎng)效應(yīng)管予以實(shí)施。該發(fā)明可用于任何鉛酸蓄電池組的均衡充電。
文檔編號(hào)H01M10/44GK102035230SQ201010543038
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者仵延生, 安凱, 王曉英 申請(qǐng)人:安凱