CN102122740B - 蓄电池智能均衡充电方法 - Google Patents

Abstract

蓄电池智能均衡充电方法，属于蓄电池均衡充电技术领域。包括如下步骤，智能均衡充电器内的微控单元使动力电池组各单体蓄电池成为独立断路状态；进行蓄电池状态参数的巡检；若参数符合充电要求，则其按照各单体蓄电池荷电状态由低到高的顺序自动确定分时充电优先级并据此对蓄电池进行升序编号，此后智能均衡充电器发送信号触发充电脉冲群模块进行优先级最高的单体蓄电池的脉冲充电。具有能够实现分时充电，大大减轻电网压力和减小动力电池组体积，并可以及时有效的发现落后电池，并实时调整循环充电模式，真正做到一致均衡充电，有效的保证动力蓄电池组的动力性能等优点。

Description

蓄电池智能均衡充电方法

技术领域

本发明涉及一种蓄电池智能均衡充电方法，属于蓄电池均衡充电技术领域。

背景技术

现有的蓄电池均衡充电技术是整体充电结合均衡管理的充电原则，做到智能化均衡充电，而且获得了电动车充电市场的认可，客户也比较满意；电动汽车动力用电池组大多为单体12V，容量120AH以上的蓄电池6节串联使用来提供所需牵引动力（考虑到汽车使用的便捷性，多数汽车厂商配套车载充电器），相应配套的车载智能均衡充电器为72V/30A，车载智能快速均衡充电器为72V/60A等，其功率和体积都很庞大；从市场和客户的反映情况来看，均衡充电的效果不是十分理想，而且均衡充电器庞大的体积使得整车显得过于笨重。均衡充电的方法可以进一步创新，均衡充电器的结构还可以进一步精简，并可据此改观目前车载智能均衡充电器的一些功能和结构上的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前蓄电池均衡充电领域的不足之处，提出一种能够实现分时充电，大大减轻电网压力和动力电池组体积、并可以及时有效的发现落后电池，并实时调整循环充电模式，真正做到一致均衡充电，有效的保证动力电池组的动力性能的蓄电池智能均衡充电方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：该蓄电池智能均衡充电方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1，智能均衡充电器接入市电后，其内的微控单元控制多路可控开关使动力电池组各单体蓄电池成为独立断路状态；

步骤2，智能均衡充电器进行动力电池组各单体蓄电池状态参数的巡检操作；单体蓄电池状态参数包括单体蓄电池极板温度，单体蓄电池端电压和单体蓄电池荷电状态。

步骤3，智能均衡充电器如果确定动力电池组各单体蓄电池状态参数符合充电要求，则其按照各单体蓄电池荷电状态由低到高的顺序自动确定分时充电优先级并据此对蓄电池进行升序编号，此后智能均衡充电器发送信号触发充电脉冲群模块进行优先级最高的单体蓄电池的脉冲充电，转步骤4；否则，转步骤8；

步骤4，充电脉冲周期到，智能均衡充电器检测此单体蓄电池极板温度，此单体蓄电池端电压和流过此单体蓄电池的脉冲充电电流，若其值均未超出预先设定的安全阈值，则智能均衡充电器通过其内的微控单元控制可控多路开关进入优先级次高一级的单体蓄电池的脉冲充电，转步骤5；否则，转步骤8；

步骤5，充电脉冲周期到，智能均衡充电器检测次高一级的单体蓄电池极板温度，次高一级的单体蓄电池端电压和流过次高一级的单体蓄电池的脉冲充电电流，若其值均未超出预先设定的安全阈值，则智能均衡充电器通过其内的微控单元控制可控多路开关进入下一级单体电池的脉冲充电，转步骤6；否则，转步骤8；

步骤6，按照步骤4和步骤5描述的分时充电模式充电，直到所有动力电池组的单体蓄电池分时充电一次循环结束，进入分时充电二次循环，如此往复，直到满足步骤7对各单体蓄电池状态参数的要求，转步骤7；

步骤7，若智能均衡充电器检测到动力电池组各单体蓄电池极板温升变化率，各单体蓄电池荷电状态和各单体蓄电池端电压在规定的误差范围内各单体蓄电池状态参数一定时间内趋于一致稳定并满足停充条件，则智能均衡充电器通过其内的微控单元发出指令停止触发充电脉冲群模块，充电过程结束，可控多路开关全部断开；否则，转步骤3。

步骤8，智能充电器通过液晶显示确定失效单体蓄电池编号和故障预警。

所述的步骤7各单体蓄电池极板温升的变化率是，智能均衡充电器通过多次分时充电循环判定，并据此根据智能均衡充电器内微控单元中集成的逻辑算法进行单体蓄电池硫化程度的判断，并进行单体蓄电池失效预警。

所述的步骤1的可控多路开关对于动力电池组各单体蓄电池的控制采用充电电源线和地线的多段开关控制模式。

工作过程：充电时智能均衡充电分配器通过多芯线缆与智能均衡充电器均衡充电接口连接，从而实现智能均衡充电器对电池的分时充电。

与现有技术相比，本发明的蓄电池智能均衡充电方法所具有的有益效果是：

首先，采用本发明的蓄电池智能均衡充电方法，按照动力电池组各单体蓄电池分时充电的策略，可以有效减轻电网压力，尤其方便了客户对于市电的使用，单体蓄电池具有充电电压要求低（12V单体电池，最高充电电压不超过15V），可充电电流调整灵活的特点（在市电允许的情况下，充电电流可调整到60A以上），且面向单体蓄电池的充电器其总功率和智能均衡充电器的体积都远远低于整体充电思路下的智能均衡充电器，一定程度上降低了智能均衡充电器的生产成本，同时对节约电能和生产材料也有明显的效果；

其次，采用本发明的蓄电池智能均衡充电方法用智能均衡充电分配器，通过分时充电的方式，可以及时有效的发现落后电池，并实时调整循环充电模式，真正做到一致均衡充电，有效的保证了动力电池组的动力性能。

附图说明

图1本发明蓄电池智能均衡充电方法流程框图；

图2本发明智能均衡充电多段开关充电控制模式结构示意图。

图1-2为本发明的最佳实施例。

其中：B1-B6为单体蓄电池  K0-K7为可控多路开关CD1-CD12为开关档位标记  1为正电源信号线缆  2为电源地信号线缆  3为动力电池组连接  4为负载连接线5为电动机。

具体实施方式

下面结合附图1-2对本发明蓄电池智能均衡充电方法进行详细阐述。

如图1所示

本发明蓄电池智能均衡充电方法的具体控制步骤如下：

步骤1，智能均衡充电器接入市电后，其内的微控单元控制多路可控开关使动力电池组各单体蓄电池成为独立断路状态；

步骤2，智能均衡充电器进行动力电池组各单体蓄电池状态参数的巡检操作；单体蓄电池状态参数包括单体蓄电池极板温度，单体蓄电池端电压和单体蓄电池荷电状态。针对单体蓄电池极板温度的检测的目的在于通过智能均衡充电器的多次分时充电循环判定动力电池组中各单体蓄电池极板温升的变化率，并据此根据智能均衡充电器内微控单元中集成的逻辑算法进行单体蓄电池硫化程度的判断，同时进行单体蓄电池失效预警。

步骤3，智能均衡充电器如果确定动力电池组各单体蓄电池状态参数符合充电要求，则其按照各单体蓄电池荷电状态由低到高的顺序自动确定分时充电优先级并据此对蓄电池进行升序编号，此后智能均衡充电器发送信号触发充电脉冲群模块进行优先级最高的单体蓄电池的脉冲充电，转步骤4；否则，转步骤8；

步骤4，充电脉冲周期到，智能均衡充电器检测此单体蓄电池极板温度，此单体蓄电池端电压和流过此单体蓄电池的脉冲充电电流，若其值均未超出预先设定的安全阈值，则智能均衡充电器通过其内的微控单元控制可控多路开关进入优先级次高一级的单体蓄电池的脉冲充电，转步骤5；否则，转步骤8；可控多路开关具备大电流下工作的高度稳健性，且其对于动力电池组各单体蓄电池的控制既可采用充电电源线和地线的双路控制，也可采用充电电源线的单路控制方式。

步骤5，充电脉冲周期到，智能均衡充电器检测次高一级的单体蓄电池极板温度，次高一级的单体蓄电池端电压和流过次高一级的单体蓄电池的脉冲充电电流，若其值均未超出预先设定的安全阈值，则智能均衡充电器通过其内的微控单元控制可控多路开关进入下一级单体电池的脉冲充电，转步骤6；否则，转步骤8；

步骤6，按照步骤4和步骤5描述的分时充电模式充电，直到所有动力电池组的单体蓄电池分时充电一次循环结束，进入分时充电二次循环，如此往复，转步骤7；

步骤7，若智能均衡充电器检测到动力电池组各单体蓄电池极板温升变化率，各单体蓄电池荷电状态和各单体蓄电池端电压在规定的误差范围内各单体蓄电池状态参数一定时间内趋于一致稳定并满足停充条件，则智能均衡充电器通过其内的微控单元发出指令停止触发充电脉冲群模块，充电过程结束，可控多路开关全部断开；否则，转步骤3。

步骤8，智能充电器通过液晶显示确定失效单体蓄电池编号和故障预警。

如图2所示：以6节单体蓄电池为例

本智能均衡充电分配器由可控多路开关K0-K7,开关档位标记CD1-CD12，正电源信号线缆1、电源地信号线缆2、动力电池组连接线3，正电源信号线缆1和电源地信号线缆2为多芯电缆，单体蓄电池B1-B6通过动力电池组连接线3相连接，每节单体蓄电池的正负极通过可控多路开关K1-K7与正电源信号线缆1和电源地信号线缆2相连，电动机5通过负载连接线4和开关K0接在相连的单体蓄电池B1-B6的正负极。

动力电池组中的各单体蓄电池的正负极通过可控多路开关脱离负载电路，并分别引出一套充电线路，经由智能均衡充电分配器接入智能均衡充电器的正负极，各单体蓄电池的断路独立状态由智能均衡充电器内的微控单元通过控制可控多路开关K1-K7的通断来控制。此种接线方式同时控制单体蓄电池的正负接线的通断，比较适用于动力电池组集中安放的电动汽车上使用，其负载线路只由一路可控多路开关K0控制，负载运行时具有较高的稳健性。

本智能均衡充电分配器的具体均衡充电过程如下：

当正电源信号线缆1、多芯电源地信号线缆2分别接入智能均衡充电器的正负接口处时，智能均衡充电器内的微控单元发出指令，控制可控多路开关K0-K7处于断开状态，当智能均衡充电器通过微控单元获得可控多路开关K0-K7处于断开状态的电平信号后，便通过微控单元发出指令控制可控多路开关K0-K7的档位来进行各单体蓄电池状态参数的巡检操作，具体开关档位标记与检测单体蓄电池及可控多路开关的关系如表1所示：

表1

各单体蓄电池状态参数即单体蓄电池极板的温度，端电压和单体蓄电池的荷电状态将通过与智能均衡充电器相连的正电源信号线缆1的信号线传送给智能均衡充电器内的微控单元进行综合处理，微控单元获取以上信号的作用主要是判断各单体蓄电池的极板温升变化率，估算硫化程度并进行失效报警，以及检测荷电状态确定分时充电优先级和检测端电压确定分时充电循环模式等具体操作。

分时充电循环过程中各单体蓄电池与可控多路开关及开关档位标记的关系如表2所示：

表2

分时充电停充的条件一般以一定时间内各单体蓄电池的荷电状态在误差允许范围内不超过预先设定的上限阈值和各单体蓄电池不超过析气率10%的各单体蓄电池端电压上限阈值为基本原则，充电完成后可控多路开关K1-K7离开档位CD1-CD12。

动力电池组的单体蓄电池可为六节单体蓄电池以上，上述仅仅是以六节单体蓄电池为例，可控多路开关及开关档位标记与单体蓄电池的极节数相对应。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种蓄电池智能均衡充电方法，其特征在于：

步骤1，智能均衡充电器接入市电后，其内的微控单元控制多路可控开关使动力电池组各单体蓄电池成为独立断路状态；

步骤2，智能均衡充电器进行动力电池组各单体蓄电池状态参数的巡检操作；单体蓄电池状态参数包括单体蓄电池极板温度，单体蓄电池端电压和单体蓄电池荷电状态；

步骤3，智能均衡充电器如果确定动力电池组各单体蓄电池状态参数符合充电要求，则其按照各单体蓄电池荷电状态由低到高的顺序自动确定分时充电优先级并据此对蓄电池进行升序编号，此后智能均衡充电器发送信号触发充电脉冲群模块进行优先级最高的单体蓄电池的脉冲充电，转步骤4；否则，转步骤8；

步骤4，充电脉冲周期到，智能均衡充电器检测此单体蓄电池极板温度，此单体蓄电池端电压和流过此单体蓄电池的脉冲充电电流，若其值均未超出预先设定的安全阈值，则智能均衡充电器通过其内的微控单元控制可控多路开关进入优先级次高一级的单体蓄电池的脉冲充电，转步骤5；否则，转步骤8；可控多路开关具备大电流下工作的高度稳健性，且其对于动力电池组各单体蓄电池的控制既可采用充电电源线和地线的双路控制，或采用充电电源线的单路控制方式；

步骤5，充电脉冲周期到，智能均衡充电器检测次高一级的单体蓄电池极板温度，次高一级的单体蓄电池端电压和流过次高一级的单体蓄电池的脉冲充电电流，若其值均未超出预先设定的安全阈值，则智能均衡充电器通过其内的微控单元控制可控多路开关进入下一级单体电池的脉冲充电，转步骤6；否则，转步骤8；

步骤6，按照步骤4和步骤5描述的分时充电模式充电，直到所有动力电池组的单体蓄电池分时充电一次循环结束，进入分时充电二次循环，转步骤7；

步骤7，若智能均衡充电器检测到动力电池组各单体蓄电池极板温升变化率，各单体蓄电池荷电状态和各单体蓄电池端电压在规定的误差范围内各单体蓄电池状态参数一定时间内趋于一致稳定并满足停充条件，则智能均衡充电器通过其内的微控单元发出指令停止触发充电脉冲群模块，充电过程结束，可控多路开关全部断开；否则，转步骤3；

步骤8，智能充电器通过液晶显示确定失效单体蓄电池编号和故障预警；

所述的步骤7各单体蓄电池极板温升的变化率是，智能均衡充电器通过多次分时充电循环判定，并据此根据智能均衡充电器内微控单元中集成的逻辑算法进行单体蓄电池硫化程度的判断，并进行单体蓄电池失效预警。

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