專利名稱：一種全自動平衡式電池組充電器裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池充電器，具體地，涉及一種全自動平衡式電池組充電器裝置。
背景技術：
一般地，電池組充電器采用串充充電或并充充電，其中，串充充電的電路結構簡 單，效率高，成本低；與串充充電相比，并充充電的電路結構復雜，效率低，成本高。但是，在串充充電的過程中，無法監(jiān)測電池組中單節(jié)電池的電壓，容易造成單節(jié)電 池過充或充不飽(即電壓的不平衡)，從而導致電池組容量降低或電池組被充壞。另外，在并充充電的過程中，可以監(jiān)測電池組中單節(jié)電池的電壓；但是，當電池組 是由N節(jié)電池組成時，電池組充電器就需要完全獨立的N個充電器組成，導致電池組充電器 的成本非常高，而且很難把N個充電器的電壓控制一致，無法有效推廣。綜上所述，在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在以下缺陷(1)電壓平衡性差串充充電的時，無法監(jiān)測電池組中單節(jié)電池的電壓，易造成電 壓不平衡，從而導致電池組容量降低或電池組被充壞；(2)成本高并充充電的過程中時，當電池組是由N節(jié)電池組成時，電池組充電器 就需要完全獨立的N個充電器組成，導致電池組充電器的成本非常高；(3)電壓一致性控制難度大并充充電的過程中時，當電池組充電器就需要完全 獨立的N個充電器組成時，很難把N個充電器的電壓控制一致，無法有效推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種全自動平衡式電池組充電器裝置，以 實現(xiàn)電壓平衡性好、成本低、電壓一致性控制難度小與使用壽命長的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種全自動平衡式電池組充電器裝 置，包括AC輸入單元，串充恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組；其中所述AC輸入 單元，串充恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組，依次連接。進一步地，所述中央處理單元包括串充控制開關、DC-DC隔離電源、恒流控制模 塊、MCU供電電源、MCU、電子開關、恒流電源與隔離控制模塊，其中所述串充恒壓、恒流充 電器，串充控制開關，以及電池組，依次連接；所述串充恒壓、恒流充電器，DC-DC隔離電源， MCU供電電源，MCU，電子開關，隔離控制模塊，以及電池組，依次連接；所述DC-DC隔離電源、 恒流控制模塊、恒流電源與隔離控制模塊，依次連接；所述MCU與串充控制開關連接，隔離 控制模塊與MCU連接，電子開關與恒流控制模塊連接。進一步地，所述電池組包括第1至N節(jié)電池。本發(fā)明各實施例的全自動平衡式電池組充電器裝置，由于包括AC輸入單元，串充 恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組；其中AC輸入單元，串充恒壓、恒流充電器，中 央處理單元與電池組，依次連接；使用該全自動平衡式電池組充電器裝置，可以使電池組一 直處于均衡狀態(tài)；從而可以克服現(xiàn)有技術中電壓平衡性差、成本高與電壓一致性控制難度大的缺陷，以實現(xiàn)電壓平衡性好、成本低、電壓一致性控制難度小與使用壽命長的優(yōu)點。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明 書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明全自動平衡式電池組充電器裝置的工作原理示意圖。結合附圖，本發(fā)明實施例中附圖標記如下I-AC輸入單元；2-串充恒壓、恒流充電器；3-串充控制開關；4-DC-DC隔離電源； 5-恒流控制模塊；6-MCU供電電源；7-MCU ；8-電子開關；9-恒流電源；10-隔離控制模塊； 11-電池組；1101-第1節(jié)電池；IlOn-第N節(jié)電池。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種全自動平衡式電池組充電器裝置。如圖1所示，本 實施例包括AC輸入單元1，串充恒壓、恒流充電器2，中央處理單元與電池組11 ；其中AC輸 入單元1，串充恒壓、恒流充電器2，中央處理單元與電池組11，依次連接。這里，電池組11 包括第1至N節(jié)電池，如第1節(jié)電池1101，第N節(jié)電池110η。其中，上述中央處理單元包括串充控制開關3、DC_DC隔離電源4、恒流控制模塊5、 MCU供電電源6、MCU 7、電子開關8、恒流電源9與隔離控制模塊10，具體地，串充恒壓、恒 流充電器2，串充控制開關3，以及電池組11，依次連接；串充恒壓、恒流充電器2，DC-DC隔 離電源4，MCU供電電源6，MCU 7，電子開關8，隔離控制模塊10，以及電池組11，依次連接； DC-DC隔離電源4、恒流控制模塊5、恒流電源9與隔離控制模塊10，依次連接；MCU 7與串 充控制開關3連接，隔離控制模塊10與MCU 7連接，電子開關8與恒流控制模塊5連接。在上述實施例中，AC輸入單元1，與串充恒壓、恒流充電器2為一般串充充電器，用 于提供電池組11充電所需的電壓、電流、以及全自動平衡式電池組充電器裝置的供電；串 充控制開關3為可控制的串充充電的開關；DC-DC隔離電源4為DC-DC隔離電源，把所有均 衡模塊與串充充電器完全隔離；恒流控制模塊5為可控制的恒流電源，可控制恒流電源9是 否啟動充電；MCU供電電源6為一組電源，給MCU 7供電；MCU 7對隔離控制模塊10采集的 數(shù)據(jù)進行處理，并控制串充控制開關3與電子開關8 ；電子開關控制恒流控制模塊5的開和 關，控制隔離控制模塊10對單節(jié)電池的控制；恒流電源9提供均衡電源；隔離控制模塊10 可根據(jù)要求對單節(jié)電池電壓檢測或充電。中央處理單元為本實施例的核心部分，具體工作流程為當充電器給電池組11充 電時，串充充電斷開，先對電池組11單節(jié)電池進行檢測，如有低于最低起機電壓電池，均衡 電路啟動，對欠壓電池依次充電，當所有電池都滿足最低起機電壓時，串充充電開啟，開始對電池組11充電；如單節(jié)電池檢測都滿足最低起機電壓時則直接開啟串充，對電池組11充 H1^ ο其中，串充充電的時候同時開啟單節(jié)電池檢測，自動選擇單節(jié)電池最高電壓為基 準，依次對電池進行比較；如所測電池壓差都在范圍以內則不啟動均衡電路；如所測電池 壓差超過范圍則啟動均衡電路，對欠壓電池進行補充充電。在整個充電過程中定時的開啟 單節(jié)電池檢測，如有發(fā)現(xiàn)電池壓差超差，則啟動均衡電路，真正做到了全過程均衡。另外，在單節(jié)電池檢測時如發(fā)現(xiàn)過壓，則立即關閉串充充電，如單節(jié)電池電壓都在 范圍內則充電器處在監(jiān)控狀態(tài)；如有單節(jié)電池電壓在范圍外則單獨啟動均衡電路，對不足 電池進行補充充電，直至所有電池電壓都在范圍內充電器轉入監(jiān)測狀態(tài)。例如，以10串錳酸鋰電池組為例電池組由10個4. 2V每節(jié)的錳酸鋰電池串聯(lián)組 成，電池組11需把每節(jié)電池串聯(lián)點都引線到充電口，需要11根線。當充電器給電池組充電 時會先檢測每節(jié)錳酸鋰電池的電壓，如其中有低于2. 5V(根據(jù)客戶要求定)的電池，充電器 會啟動均衡電路(均衡電流根據(jù)客戶定)，先把所有欠壓的電池充到2. 5V以上才開始啟動 串充。在串充充電開始同時，充電器還會對每節(jié)電池電壓進行監(jiān)控，自動選擇10個電池 中最高電壓為基準，對其余電池電壓進行比較，對壓差超過IOmV的電池啟動均衡電路進行 補充充電，從多到少依次充電，直至所有電池壓差都控制在IOmV以內，均衡電路關閉，充電 器處于監(jiān)控狀態(tài)；在整個充電過程中充電器始終會對每節(jié)電池進行監(jiān)控，如有超差自動啟 動均衡電路。在監(jiān)控過程中如發(fā)現(xiàn)有過充電池(過充電壓根據(jù)客戶需求設定)，則關閉充電 串充充電，單獨啟動均衡電路，對壓差超范圍電池進行補充充電，直至所有電池電壓都在范 圍內充電器轉入監(jiān)測狀態(tài)。上述實施例的全自動平衡式電池組充電器裝置，可以在串充中增加少量成本，達 到串并充的完美結合，并且由MCU 7控制，從開始充電之時就開始檢測單節(jié)電池的電壓，單 節(jié)電池有沒達到預充電要求的，先開始并充進行預充電，等到單節(jié)電池達到預充電電壓，才 開始開啟串充進行大電流充電；從而避免了一般串充檢測總電壓，有單節(jié)電池沒達到預充 電電壓就開始大電流充電的現(xiàn)象。從充電開始就對電壓低的電池開始均衡；均衡時間長，整 個充電過程都在進行均衡。而一般的串充，在充電的最后當電池電壓過壓保護的時候才開始進行均衡，均衡 時間短；在開始均衡的時候，電池已經(jīng)被過充了 ；并且，一般的并充在一組電池組中，很難 把N個充電器電壓控制一致；一般的串充使用電流檢測，并不能保證單節(jié)電池不被過充；即 使有充電均衡電路，當有單體電池開始過充電的時候，如果此時充電電流大于均衡電流，電 池依然會被過充電。本實施例對一組電池組中的N節(jié)電池使用一個充電器進行雙重隔離充 電，使一組中的N節(jié)電池的充電電壓保持一致，在充電結束使用MCU檢測單節(jié)電池電壓，發(fā) 現(xiàn)有電池充飽，即刻結束串充，單獨使用并充對電池組進行充電，避免了電池會造成過充的 現(xiàn)象；可見，使用該全自動平衡式電池組充電器裝置后，可以使電池組一直處于均衡狀態(tài)， 有利于大大提高電池組11的使用壽命。綜上所述，本發(fā)明各實施例的全自動平衡式電池組充電器裝置，由于包括AC輸入 單元，串充恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組；其中AC輸入單元，串充恒壓、恒流 充電器，中央處理單元與電池組，依次連接；使用該全自動平衡式電池組充電器裝置，可以使電池組一直處于均衡狀態(tài)；從而可以克服現(xiàn)有技術中電壓平衡性差、成本高與電壓一致 性控制難度大的缺陷，以實現(xiàn)電壓平衡性好、成本低、電壓一致性控制難度小與使用壽命長 的優(yōu)點。 最后應說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可 以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的 保護范圍之內。
權利要求
一種全自動平衡式電池組充電器裝置，其特征在于，包括AC輸入單元，串充恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組；其中所述AC輸入單元，串充恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組，依次連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的全自動平衡式電池組充電器裝置，其特征在于，所述中央處 理單元包括串充控制開關、DC-DC隔離電源、恒流控制模塊、MCU供電電源、MCU、電子開關、 恒流電源與隔離控制模塊，其中所述串充恒壓、恒流充電器，串充控制開關，以及電池組，依次連接； 所述串充恒壓、恒流充電器，DC-DC隔離電源，MCU供電電源，MCU,電子開關，隔離控制 模塊，以及電池組，依次連接；所述DC-DC隔離電源、恒流控制模塊、恒流電源與隔離控制模塊，依次連接； 所述MCU與串充控制開關連接，隔離控制模塊與MCU連接，電子開關與恒流控制模塊連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的全自動平衡式電池組充電器裝置，其特征在于，所述電池 組包括第1至N節(jié)電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全自動平衡式電池組充電器裝置，包括AC輸入單元，串充恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組；其中所述AC輸入單元，串充恒壓、恒流充電器，中央處理單元與電池組，依次連接。本發(fā)明所述全自動平衡式電池組充電器裝置，可以克服現(xiàn)有技術中電壓平衡性差、成本高與電壓一致性控制難度大等缺陷，以實現(xiàn)電壓平衡性好、成本低、電壓一致性控制難度小與使用壽命長的優(yōu)點。
文檔編號H02J7/04GK101924388SQ20101022385
公開日2010年12月22日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權日2010年7月12日
發(fā)明者任慶, 孫科, 高劍峰 申請人:無錫晶磊電子有限公司