智能型均衡充電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種智能型均衡充電機(jī)，包括CPU控制器、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路及輔助電源電路，該輔助電源電路與AC/DC轉(zhuǎn)換電路、多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路及CPU控制器電連接；其還包含：電池組信息采集電路及多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路；其中，該CPU控制器與AC/DC轉(zhuǎn)換電路及多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路連接；同時(shí)該AC/DC轉(zhuǎn)換電路連接電池組信息采集電路的一端，而電池組信息采集電路的另一端連接電池組；多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路連接多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路的一端，而多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路的另一端連接單節(jié)電池。借由本發(fā)明，能夠達(dá)到均衡充電的目的，有效提高電池的利用率，延長(zhǎng)電池壽命。
【專利說(shuō)明】智能型均衡充電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種對(duì)鋰電池、鉛酸電池、超級(jí)電容等蓄電池充電的充電機(jī)，特別是涉及一種能夠抑制多節(jié)串聯(lián)電池不均衡充電的智能型均衡充電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，蓄電池在充電時(shí)存在一個(gè)工作電壓區(qū)間，對(duì)充電限制電壓有著嚴(yán)格的要求，一旦超過(guò)充電限制電壓，將對(duì)電池產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)和無(wú)法恢復(fù)的影響。對(duì)于使用單塊電池的充電機(jī)，充電電壓的控制非常容易，技術(shù)上也非常成熟。但是一旦將多塊電池組成串聯(lián)電池組來(lái)使用時(shí)，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)每塊串聯(lián)電池精確控制就不那么容易了，現(xiàn)在已經(jīng)成為技術(shù)上的一大難題。
[0003]為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，通常將多塊電池串聯(lián)成電池組使用，借以提高工作電壓和電流。但是受電池原材料品質(zhì)、生產(chǎn)工藝、工作環(huán)境溫度等因數(shù)影響，即使是同一型號(hào)、同一批次的電池，其性能也不可能完全相同，包括容量、電壓、內(nèi)阻、充電性能及荷電狀態(tài)等。當(dāng)這些電池串聯(lián)在一起多次使用后，電池間的差異就會(huì)漸漸顯現(xiàn)，各電池的電壓出現(xiàn)差異，造成個(gè)別電池過(guò)充或未充飽，電池組可用容量明顯降低，甚至還可能出現(xiàn)爆炸等危險(xiǎn)，這些都是由于電池的不均衡導(dǎo)致的，智能型均衡充電的充電機(jī)的問(wèn)世有效解決了這一技術(shù)難點(diǎn)。
[0004]有鑒于上述多節(jié)電池串聯(lián)不均衡帶來(lái)的諸多問(wèn)題，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)多年所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)專業(yè)知識(shí)，運(yùn)用科學(xué)的方法，積極加以研究創(chuàng)新，以期能設(shè)計(jì)出一種新型的充電機(jī)，能克服現(xiàn)有多節(jié)電池充電所存在的不均衡問(wèn)題，使其更具有先進(jìn)性。經(jīng)過(guò)不斷的研究設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)，終于設(shè)計(jì)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是在提供一種智能型均衡充電機(jī)，其通過(guò)檢測(cè)每節(jié)電池的充電電壓及電流信息，反饋至CPU控制器來(lái)控制DC/DC轉(zhuǎn)換電路，使每一節(jié)電池的電壓及容量達(dá)到均衡，提高了電池容量的利用率，延長(zhǎng)了電池的壽命。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明一種智能型均衡充電機(jī)，包括CPU控制器、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路及輔助電源電路，該輔助電源電路與AC/DC轉(zhuǎn)換電路、多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路及CPU控制器電連接；其還包含:電池組信息采集電路及多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路；其中，該CPU控制器與AC/DC轉(zhuǎn)換電路及多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路連接；同時(shí)該AC/DC轉(zhuǎn)換電路連接電池組信息采集電路的一端，而電池組信息采集電路的另一端連接電池組；多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路連接多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路的一端，而多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路的另一端連接單節(jié)電池
[0007]本發(fā)明的目的以及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0008]較佳的，前述的智能型均衡充電機(jī)，其中該AC/DC轉(zhuǎn)換電路內(nèi)置單片機(jī)，該單片機(jī)連接CPU控制器和電池組信息采集電路。[0009]較佳的，前述的智能型均衡充電機(jī)，其中該DC/DC轉(zhuǎn)換電路內(nèi)置單片機(jī)，該單片機(jī)連接CPU控制器和單節(jié)電池信息采集電路。
[0010]較佳的，前述的智能型均衡充電機(jī)，其中該DC/DC轉(zhuǎn)換電路、單節(jié)電池信息采集電路及單節(jié)電池的個(gè)數(shù)是相同的。
[0011]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明智能型均衡充電機(jī)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:借由本發(fā)明，
[0012]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的智能型均衡充電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種智能型均衡充電機(jī)其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0015]參閱圖1所示，為本發(fā)明的實(shí)施例的智能型均衡充電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；在實(shí)施例中，該智能型均衡充電機(jī)包括CPU控制器1、AC/DC轉(zhuǎn)換電路2、8個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路3、電池組信息采集電路4、8個(gè)單節(jié)電池信息采集電路4'及輔助電源電路5。
[0016]該CPU控制器I為本發(fā)明的核心部分；該CPU控制器I與AC/DC轉(zhuǎn)換電路2的單片機(jī)21，及各個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路3的單片機(jī)31連接，并借由CAN通信，接收電池組A或單節(jié)電池的電壓電流信息，經(jīng)處理后發(fā)出控制指令，決定是否充電。其中，該CPU控制器I內(nèi)設(shè)置有電池組最高充電電壓、電池組最大充電電流、電池組數(shù)、電池組修復(fù)電壓壓差、單節(jié)最高充電電壓、單節(jié)最大均衡電流及電池組溫度補(bǔ)償?shù)取?br> [0017]在充電之前，根據(jù)需求，首先對(duì)該CPU控制器I進(jìn)行設(shè)置。例如在本實(shí)施例中，將(PU控制器I中的電池組數(shù)設(shè)置為8，其他類似，不再贅述。
[0018]該AC/DC轉(zhuǎn)換電路2包括輸入軟啟動(dòng)電路11、EMC整流濾波電路12、功率因數(shù)校正電路13及變壓器轉(zhuǎn)換濾波電路14，同時(shí)其內(nèi)置單片機(jī)21 ;該AC/DC轉(zhuǎn)換電路2借由單片機(jī)21與CPU控制器I連接，該AC/DC轉(zhuǎn)換電路2與所述8個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路3分別電連接，該AC/DC轉(zhuǎn)換電路2與電池組信息采集電路4電連接，同時(shí)該電池組信息采集電路4與整個(gè)電池組A電連接。
[0019]在實(shí)際應(yīng)用中，輸入的交流電(即常規(guī)交流電)，經(jīng)過(guò)輸入軟啟動(dòng)電路11、EMC整流濾波電路12轉(zhuǎn)換為直流電后；再經(jīng)過(guò)功率因數(shù)校正電路13，借由變壓器轉(zhuǎn)換濾波電路14，將供電電壓轉(zhuǎn)換為DC/DC轉(zhuǎn)換電路3所需要的供電電壓，并經(jīng)整流濾波后輸出至DC/DC轉(zhuǎn)換電路3 ;同時(shí)，該電池組信息采集電路4采集電池組A的電壓電流信息，并將該電池組A的電壓電流信息存儲(chǔ)于單片機(jī)21，再傳輸至CPU控制器I，該CPU控制器I根據(jù)接收到的信息，發(fā)出控制指令至AC/DC轉(zhuǎn)換電路2的單片機(jī)21，控制AC/DC轉(zhuǎn)換電路2為電池組A充電；當(dāng)該CPU控制器I檢測(cè)到電池組A充滿電時(shí)，該CPU控制器I發(fā)出控制指令，令A(yù)C/DC轉(zhuǎn)換電路2停止給電池組A進(jìn)行充電。在充電過(guò)程中，該AC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓設(shè)定為電池組的最高電壓，保證電池組A不過(guò)充，而該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓范圍比較寬，以更方便的接收該AC/DC轉(zhuǎn)換電路的供電，但設(shè)定時(shí)要保證在電池最低和最高電壓內(nèi)工作。
[0020]該DC/DC轉(zhuǎn)換電路3內(nèi)置單片機(jī)31 ;借由單片機(jī)31，該DC/DC轉(zhuǎn)換電路3與CPU控制器I連接，其中該DC/DC轉(zhuǎn)換電路3與單節(jié)電池信息采集電路4,電連接，該單節(jié)電池信息采集電路4,又與單節(jié)電池電連接。值得注意的是，為了簡(jiǎn)化圖示，圖1只繪示出I個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路3和I個(gè)單節(jié)電池信息采集電路V，但繪示出了 8節(jié)電池；實(shí)際上，在圖1中，該智能型均衡充電機(jī)還應(yīng)包括7個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路3和7個(gè)單節(jié)電池信息采集電路4'，其中每一個(gè)單節(jié)電池都分別與I個(gè)單節(jié)電池信息采集電路4'和I個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路電連接。故，在實(shí)際應(yīng)用中，該DC/DC轉(zhuǎn)換電路和單節(jié)電池信息采集電路的個(gè)數(shù)是不確定的，應(yīng)該與單節(jié)電池的數(shù)量相一致，可無(wú)限增加，本發(fā)明不對(duì)其進(jìn)行限制。
[0021]在實(shí)際應(yīng)用中，該AC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電池組進(jìn)行充電；DC/DC轉(zhuǎn)換電路3將輸入的DC直流電，通過(guò)高頻變壓器等的降壓或升壓后，轉(zhuǎn)換成單節(jié)電池所需要的供電電壓；同時(shí)，該8個(gè)單節(jié)電池信息采集電路V采集與之相對(duì)應(yīng)的單節(jié)電池的電壓電流信息，并將該單節(jié)電池的電壓電流信息存儲(chǔ)于與之相對(duì)應(yīng)的DC/DC轉(zhuǎn)換電路3的單片機(jī)31內(nèi)，再傳輸至CPU控制器I ;該CPU控制器I接收到各該電壓電流信息后，將其對(duì)比:當(dāng)各個(gè)單節(jié)電池間不存在壓差或壓差小于一定值時(shí)，該CPU控制器I不發(fā)出控制指令；當(dāng)各個(gè)單節(jié)電池間存在壓差且壓差達(dá)到一定值時(shí)，該CPU控制器I發(fā)出控制指令，至DC/DC轉(zhuǎn)換電路3的單片機(jī)31，控制DC/DC轉(zhuǎn)換電路3為單節(jié)電池進(jìn)行充電，從而補(bǔ)充壓差。當(dāng)然，在整個(gè)充電過(guò)程中，因?yàn)閴翰疃M(jìn)行補(bǔ)充充電的單節(jié)電池的個(gè)數(shù)是不一定的；即在對(duì)比中，當(dāng)I節(jié)單節(jié)電池的電壓小于其他單節(jié)電池的電壓時(shí)，只對(duì)該低電壓的單節(jié)電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，或存在2節(jié)單節(jié)電池的電壓小于其他單節(jié)電池的電壓時(shí)，就對(duì)該2節(jié)單節(jié)電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，以此類推，不再贅述，從而達(dá)到所有單節(jié)電池間不存在壓差。
[0022]該輔助電源電路5與AC/DC轉(zhuǎn)換電路2、DC/DC轉(zhuǎn)換電路3及CPU控制器I電連接，其將經(jīng)過(guò)功率因數(shù)校正電路13后的高電壓變換成各個(gè)IC芯片所需的穩(wěn)定的較低的直流電壓，重點(diǎn)給整個(gè)充電機(jī)的核心部分，即CPU控制器I供電，如圖1中的12V。
[0023]借由本實(shí)施例，可以使所有的單節(jié)電池的輸出電壓非常一致，達(dá)到均衡充電的目的，有效地提高電池的利用率，延長(zhǎng)電池壽命。
[0024]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能型均衡充電機(jī)，包括CPU控制器、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路及輔助電源電路，該輔助電源電路與AC/DC轉(zhuǎn)換電路、多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路及CPU控制器電連接；其特征在于其還包含:電池組信息采集電路及多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路； 其中，該CPU控制器與AC/DC轉(zhuǎn)換電路及多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路連接；同時(shí)該AC/DC轉(zhuǎn)換電路連接電池組信息采集電路的一端，而電池組信息采集電路的另一端連接電池組；多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換電路連接多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路的一端，而多個(gè)單節(jié)電池信息采集電路的另一端連接單節(jié)電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型均衡充電機(jī)，其特征在于其中該AC/DC轉(zhuǎn)換電路內(nèi)置單片機(jī)，該單片機(jī)連接CPU控制器和電池組信息采集電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型均衡充電機(jī)，其特征在于其中該DC/DC轉(zhuǎn)換電路內(nèi)置單片機(jī)，該單片機(jī)連接CPU控制器和單節(jié)電池信息采集電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型均衡充電機(jī)，其特征在于其中該DC/DC轉(zhuǎn)換電路、單節(jié)電池信息采集電路 及單節(jié)電池的個(gè)數(shù)是相同的。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103904720SQ201310148214
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】張家書, 張品, 張家濤 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)嘉盛電源科技有限公司