CN104124738B - 智能组合串联式充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种由单体蓄电池串联所构成的多个蓄电池模块、放电输出开关、充电组合开关、充电回流开关、蓄电池监测组合充放电控制器、可调式充电器组成的智能组合串联式充电蓄电池组，实现了一种智能组合串联式充电方法，能够在充电中避免对单体蓄电池的过充电现象，提高了蓄电池组寿命，且能够减少充电设施，降低成本，易于推广使用。
Description
技术领域
本发明为智能组合串联式充电方法，属于蓄电池组技术领域。
背景技术
在现有的蓄电池组充电方式中，现有的技术方法分别为整组充电、模块充电及单体充电方法；此类方法存在以下缺陷：
1.采用对蓄电池整组充电、或模块充电方法时，由于组成蓄电池模块的单体蓄电池的不一致性，容易对其中的单体蓄电池形成过充电而造成损坏；
2.采用单体蓄电池充电方法时，其充电成本较高，且因为充电设施的重量、体积等因素的影响使得其应用受限。
发明内容
为方便叙述，对本说明中的个别名称作如下介绍：
单体蓄电池：为构成蓄电池模块中的各个最小蓄电池单元，也包括由多个单体蓄电池并联而组成的蓄电池；
蓄电池模块：指由多个单体蓄电池串联而组成的蓄电池；
本发明的目的在于，提供一种由智能组合串联式充电蓄电池组所实现的智能组合串联式充电方法，能够在充电中避免对单体蓄电池的过充电现象，且能够减少充电设施，降低成本，易于推广使用。
为实现上述目的，本发明介绍一种智能组合串联式充电方法，包含有由单体蓄电池串联、放电输出开关、充电组合开关及充电回流开关所构成的蓄电池模块，可调式充电器及蓄电池监测组合充放电控制器，其特征在于选择采用以下工作方法：
(1)在蓄电池监测组合充放电控制器中，设置单体蓄电池放电电压限定值、单体蓄电池充电电压限定值；蓄电池监测组合充放电控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的当前电压参数值；蓄电池监测组合充放电控制器设置及控制调压式充电器的充电输出时间、输出电压电流及充电模式；
(2)当各个蓄电池模块处于充电状态时，蓄电池监测组合充放电控制器关闭各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关，并在每一个蓄电池模块中选择一个充电电压低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，或多个相邻连接且充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，通过蓄电池监测组合充放电控制器对蓄电池模块中的各个充电组合开关进行开关接通或断开设置，将所选择的、未充满电的单体蓄电池予以串联组合形成一个串联充电蓄电池模块，即通过充电组合开关连接组合形成串联充电蓄电池模块，且该串联充电蓄电池模块中的各个单体蓄电池的充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值，并通过回流开关对该串联充电蓄电池模块形成充电回流通道；蓄电池监测组合充放电控制器根据串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对这个串联充电蓄电池模块进行充电；当设定的充电时间完毕或串联充电蓄电池模块中某个单体蓄电池的充电电压大于设置的单体蓄电池充电电压限定值时，蓄电池监测组合充放电控制器根据各个单体蓄电池的当前电压，对蓄电池组中的各个充电组合开关重新进行开关接通或断开设置，形成新的串联充电蓄电池模块，并由蓄电池监测组合充放电控制器根据新形成的串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对这个新形成的串联充电蓄电池模块进行充电；
(3)在放电工作状态下，蓄电池监测组合充放电控制器开启各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关；如果某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池监测组合充放电控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的放电输出开关。
为实现上述工作方法，本发明还介绍一种智能组合串联式充电蓄电池组，含有多个由单体蓄电池串联所构成的多个蓄电池模块，其特征在于有多个放电输出开关、多个充电组合开关、多个充电回流开关、一个蓄电池监测组合充放电控制器、一个可调式充电器；各个蓄电池模块通过各自的放电输出开关后并联成蓄电池组；每个蓄电池模块中的单体蓄电池的正极、负极分别通过两组充电开关中的一个充电开关后相并接，两组充电开关的并接端分别与可调式充电器的充电输出端或另一个蓄电池模块的一组充电开关的一个并接端相连接，或两组充电开关的并接端分别与另两个不同蓄电池模块的一组充电开关的一个并接端相连接；两个蓄电池模块的两组充电开关的之间的并接端，或一个蓄电池模块的一组充电开关的并接端通过一个充电回流开关与可调式充电器的充电回流输入端相连接；各个单体蓄电池的输出电压采集端与蓄电池监测组合充放电控制器的各个数据采集端分别相连接；可调式充电器的数字控制接口端与蓄电池监测组合充放电控制器的一组输入输出端相连接；蓄电池监测组合充放电控制器的一组输出控制端分别与各个放电输出开关、充电组合开关及充电回流开关的开关控制端相连接。
本发明的工作原理为：如附图1、附图2所示，智能组合串联式充电蓄电池组的构成采用单体串联得到蓄电池模块，蓄电池模块通过放电输出开关并联得到蓄电池组，各个蓄电池模块中的各个单体蓄电池的正负极采用采用多个充电组合开关、多个充电回流开关形成可以组成各个单体蓄电池不同的串联充电回路；在充电工作模式下，蓄电池监测组合充放电控制器关闭各个蓄电池模块的放电输出开关D1、D2、、、、Dn，蓄电池监测组合充放电控制器根据参数监测得到的各个单体蓄电池的当前电压，在每一个蓄电池模块中选择一个其当前电压低于充电截止电压的单体蓄电池，或多个相邻连接的其当前电压低于充电截止电压的单体蓄电池，蓄电池监测组合充放电控制器控制对应的充电组合开关，使得选择的单体蓄电池构成一个串联充电蓄电池模块；如图2所示，当B1-1(蓄电池模块B1中的单体蓄电池)、B2-2及B2-3(在蓄电池模块B1中两个相邻连接的蓄电池模块)、、、Bp-n(蓄电池模块Bp中的单体蓄电池)的当前电压都低于充电截止电压，且处于不同的蓄电池模块中，则蓄电池监测组合充放电控制器控制K1-1、K1-4、K2-3、K2-8、、、、Kp-M、Kp-j充电组合开关及Hp充电回流开关闭合，其他无相关充电组合开关及充电回流开关断开节点连接，则形成了B1-1、B2-2、B2-3、、、、Bp-n单体蓄电池串联连接的蓄电池模块，即为形成串联充电蓄电池模块，该串联充电蓄电池模块中的各个单体蓄电池的当前电压都低于充电截止电压，并由K1-1及Hp充电回流开关形成与可调式充电器的充电输入输出相连接的充电回路，且蓄电池监测组合充放电控制器根据形成串联充电蓄电池模块中的各个单体蓄电池的当前电压，测算出对该串联充电蓄电池模块的充电电压，则蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的充电时间、充电输出电压电流及充电模式，由可调式充电器对该串联充电蓄电池模块进行充电，当该串联充电蓄电池模块中的某个单体蓄电池的当前电压高于充电截止电压时，蓄电池监测组合充放电控制器关闭可调式充电器、断开相关充电组合开关及充电回流开关，重新测算各个单体蓄电池的当前电压，重新组合形成串联充电蓄电池模块并进行充电；以此循环进行，直到所有的单体蓄电池充电达到充电截止电压为止；这样，即可以使得在充电中避免对其中的单体蓄电池出现过充电现象，也因为在充电中实质为一个充电器对处于串联状态的多个单体蓄电池的同时充电，所以比较单体蓄电池独立充电方法所需要的条件，能够减少充电设施，降低充电成本、设施重量及体积，方便应用。
附图说明
图1是本发明一实施例的智能组合串联式充电蓄电池组整体构成电原理图；
图2是本发明一实施例的智能组合串联式充电蓄电池组中的蓄电池模块的构成电原理图；
在图1、图2中，对于具有同一功能的部件在各附图中采用相同的编号来表示，以避免编号过多而带来混乱。
具体实施方式
下面以附图为例说明本发明的实施例：
图1是本发明一实施例的智能组合串联式充电蓄电池组整体构成电原理图；其中：
A为可调式充电器，充电器采用充电时间、充电电压电流及充电模式可设置、可控制的可调式充电器，其充电时间、充电电压电流及充电模式采用数据端口予以设置及控制；B1、B2、、、Bp为含有单体蓄电池、放电输出开关、充电组合开关及充电回流开关所构成的蓄电池模块，详见附图2所示；C为蓄电池监测组合充放电控制器，由微处理器、数据采集器构成；各个蓄电池模块通过各自的放电输出开关后并联成组；每个蓄电池模块中的单体蓄电池的正极、负极通过两组充电开关中的一个充电开关后并联，两组充电开关的并联端并分别与可调式充电器的充电输出端或另一个蓄电池模块的一组充电开关的一个并联端相连接；两个蓄电池模块的两组充电开关的之间的并联连接端通过一个充电回流开关与可调式充电器的充电回流输入端相连接；各个单体蓄电池的输出电压采集端与蓄电池监测组合充放电控制器的各个数据采集端相连接；可调式充电器的数字控制接口端与蓄电池监测组合充放电控制器的一组输入输出端相连接；蓄电池监测组合充放电控制器的一组输出控制端分别与各个放电输出开关、充电组合开关及充电回流开关的开关控制端相连接；
图2是本发明一实施例的智能组合串联式充电蓄电池组中的蓄电池模块的构成电原理图；其中：
D1、D2、、、、Dp为各个放电输出开关，采用固态继电器及相应驱动器构成；K1-1～Kp-j为各个充电组合开关，采用固态继电器及相应驱动器构成；H1、H2、、、、、Hp为各个充电回流开关，采用采用固态继电器及相应驱动器构成；B1-1～Bp-j为各个单体蓄电池，或由多个单体蓄电池并联而成的并联单体蓄电池；各个蓄电池模块通过各自的放电输出开关D1、D2、、、、Dp后并联成蓄电池组；每个蓄电池模块中的单体蓄电池的正极、负极分别通过两组充电开关中的一个充电开关后相并接，两组充电开关的并接端分别与可调式充电器的充电输出端或另一个蓄电池模块的一组充电开关的一个并接端相连接，或两组充电开关的并接端分别与另两个不同蓄电池模块的一组充电开关的一个并接端相连接，如单体蓄电池B1-1、B1-2、、、B1-n的正负极通过一组充电组合开关K1-1、K1-3、、、、、K1-m后并接，然后该并接端与可调式充电器A的充电输出端连接，单体蓄电池B1-1、B1-2、、、B1-n的正负极通过另一组充电组合开关K1-2、K1-4、、、、、K1-n后并接，该并接端与单体蓄电池B2-1、B2-2、、、B2-n的一组充电组合开关K2-1、K2-3、、、、、K2-m的并接端相连接，而由单体蓄电池B2-1、B2-2、、、B2-n组成的蓄电池模块的两组充电组合开关的并接端，则是分别与另外两个蓄电池模块的充电组合开关的并接端相连接；两个蓄电池模块的两组充电开关的之间的并接端，或一个蓄电池模块的一组充电开关的并接端，通过一个充电回流开关与可调式充电器的充电回流输入端相连接，如：充电组合开关K1-2、K1-4、、、、、K1-n并接端与充电组合开关K2-1、K2-3、、、、、K2-m的并接端通过充电回流开关H1与可调式充电器A的充电回流输入端相连接，充电组合开关Kp-2、Kp-4、、、、、Kp-n的并接端通过充电回流开关Hp与可调式充电器A的充电回流输入端相连接；各个单体蓄电池的输出电压采集端与蓄电池监测组合充放电控制器的各个数据采集端分别相连接；可调式充电器的数字控制接口端与蓄电池监测组合充放电控制器的一组输入输出端相连接；蓄电池监测组合充放电控制器的一组输出控制端分别与各个放电输出开关、充电组合开关及充电回流开关的开关控制端相连接；
按照上述说明及附图1、附图2所示连接关系连接各个部件及模块，并按照下述的工作方法为蓄电池监测组合充放电控制器编制相应的工作程序：
(1)在蓄电池监测组合充放电控制器中，设置单体蓄电池放电电压限定值、单体蓄电池充电电压限定值；蓄电池监测组合充放电控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的当前电压参数值；蓄电池监测组合充放电控制器设置及控制调压式充电器的充电输出时间、输出电压电流及充电模式；
(2)当各个蓄电池模块处于充电状态时，蓄电池监测组合充放电控制器关闭各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关，并在每一个蓄电池模块中选择一个充电电压低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，或多个相邻连接且充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，通过蓄电池监测组合充放电控制器对蓄电池模块中的各个充电组合开关进行开关接通或断开设置，将所选择的、未充满电的单体蓄电池予以串联组合形成一个串联充电蓄电池模块，即通过充电组合开关连接组合形成串联充电蓄电池模块，且该串联充电蓄电池模块中的各个单体蓄电池的充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值，并通过回流开关对该串联充电蓄电池模块形成充电回流通道；蓄电池监测组合充放电控制器根据串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对这个串联充电蓄电池模块进行充电；当设定的充电时间完毕或串联充电蓄电池模块中某个单体蓄电池的充电电压大于设置的单体蓄电池充电电压限定值时，蓄电池监测组合充放电控制器根据各个单体蓄电池的当前电压，对蓄电池组中的各个充电组合开关重新进行开关接通或断开设置，形成新的串联充电蓄电池模块，并由蓄电池监测组合充放电控制器根据新形成的串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对这个新形成的串联充电蓄电池模块进行充电；
(3)在放电工作状态下，蓄电池监测组合充放电控制器开启各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关；如果某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池监测组合充放电控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的放电输出开关；
这样，即可完成本发明的实施例。
本发明的智能组合串联式充电方法，还可以是其特征在于当各个蓄电池模块处于充电状态时，蓄电池监测组合充放电控制器关闭各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关，在不同的时间段里，在每一个蓄电池模块中选择一个其充电电压低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，或多个相邻连接且充电电压低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，通过蓄电池监测组合充放电控制器对蓄电池组中的各个充电组合开关在不同的时间段进行开关接通或断开设置，将所选择的、未充满电的单体蓄电池在不同的时间段予以串联组合形成多个串联充电蓄电池模块，即每个形成的充电蓄电池串中的各个单体蓄电池的充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值，且各个不同时间段所形成的串联充电蓄电池模块中的单体蓄电池不相同；蓄电池监测组合充放电控制器根据各个时间段所形成的串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对各个时间段形成的串联充电蓄电池模块进行充电；即对不同的串联充电蓄电池模块采用不同的时间段予以充电的工作方法。
本发明的智能组合串联式充电方法，还可以是其特征在于蓄电池监测组合充放电控制器在对蓄电池组或蓄电池模块或各个单体蓄电池的充电的过程中对各个单体蓄电池的电压进行数据采集及测量，并将此时测得的单体蓄电池电压作为该单体蓄电池的当前电压，以确认该单体蓄电池是否为未充满电的单体蓄电池；即采用在充电状态下测试蓄电池电压的方法对各个单体蓄电池进行电压测试，测试单体蓄电池是否为真实充满状态；当多次测试后确认为充满电状态，则不再对其进行充电状态下的测试；在这样条件下所测得的当前电压才是单体蓄电池的真实充电电压，以保正对单体蓄电池的充电能够确实达到满充状态。
本发明介绍了一种由单体蓄电池串联所构成的多个蓄电池模块、放电输出开关、充电组合开关、充电回流开关、蓄电池监测组合充放电控制器、可调式充电器组成的智能组合串联式充电蓄电池组，实现了一种智能组合串联式充电方法，能够在充电中避免对单体蓄电池的过充电现象，提高了蓄电池组寿命，且能够减少充电设施，降低成本，易于推广使用。
Claims (3)
1.一种智能组合串联式充电方法，包含有由单体蓄电池串联、放电输出开关、充电组合开关及充电回流开关所构成的蓄电池模块，可调式充电器及蓄电池监测组合充放电控制器，其特征在于选择采用以下工作方法：
(1)在蓄电池监测组合充放电控制器中，设置单体蓄电池放电电压限定值、单体蓄电池充电电压限定值；蓄电池监测组合充放电控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的当前电压参数值；蓄电池监测组合充放电控制器设置及控制调压式充电器的充电输出时间、输出电压电流及充电模式；
(2)当各个蓄电池模块处于充电状态时，蓄电池监测组合充放电控制器关闭各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关，并在每一个蓄电池模块中选择一个充电电压低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，或多个相邻连接且充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，通过蓄电池监测组合充放电控制器对蓄电池模块中的各个充电组合开关进行开关接通或断开设置，将所选择的、未充满电的单体蓄电池予以串联组合形成一个串联充电蓄电池模块，即通过充电组合开关连接组合形成串联充电蓄电池模块，且该串联充电蓄电池模块中的各个单体蓄电池的充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值，并通过回流开关对该串联充电蓄电池模块形成充电回流通道；蓄电池监测组合充放电控制器根据串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对这个串联充电蓄电池模块进行充电；当设定的充电时间完毕或串联充电蓄电池模块中某个单体蓄电池的充电电压大于设置的单体蓄电池充电电压限定值时，蓄电池监测组合充放电控制器根据各个单体蓄电池的当前电压，对蓄电池组中的各个充电组合开关重新进行开关接通或断开设置，形成新的串联充电蓄电池模块，并由蓄电池监测组合充放电控制器根据新形成的串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对这个新形成的串联充电蓄电池模块进行充电；
(3)在放电工作状态下，蓄电池监测组合充放电控制器开启各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关；如果某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池监测组合充放电控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的放电输出开关。
2.如权利要求1所述的智能组合串联式充电方法，其特征在于当各个蓄电池模块处于充电状态时，蓄电池监测组合充放电控制器关闭各个蓄电池模块所对应连接的放电输出开关，在不同的时间段里，在每一个蓄电池模块中选择一个其充电电压低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，或多个相邻连接且充电电压低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值的未充满电的单体蓄电池，通过蓄电池监测组合充放电控制器对蓄电池组中的各个充电组合开关在不同的时间段进行开关接通或断开设置，将所选择的、未充满电的单体蓄电池在不同的时间段予以串联组合形成多个串联充电蓄电池模块，即每个形成的充电蓄电池串中的各个单体蓄电池的充电电压都低于所设置的单体蓄电池充电电压限定值，且各个不同时间段所形成的串联充电蓄电池模块中的单体蓄电池不相同；蓄电池监测组合充放电控制器根据各个时间段所形成的串联充电蓄电池模块的当前电压，蓄电池监测组合充放电控制器控制可调式充电器的输出电压电流按照设定的充电时间及充电模式对各个时间段形成的串联充电蓄电池模块进行充电。
3.如权利要求1或权利要求2所述的智能组合串联式充电方法，其特征在于蓄电池监测组合充放电控制器在对蓄电池组或蓄电池模块或各个单体蓄电池的充电的过程中对各个单体蓄电池的电压进行数据采集及测量，并将此时测得的单体蓄电池电压作为该单体蓄电池的当前电压。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zeng Xianwu Inventor after: Zeng Honghua Inventor before: Geng Zhi |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
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Effective date of registration: 20170112 Address after: 518110 Guangdong province Shenzhen city Longhua District Guanlan Street Community Cheng Po tou scared Light Industrial Park No. 2 Applicant after: GUANGDONG TIANJIN NEW ENERGY TECHNOLOGY Ltd. Address before: 610031 Chengdu, Jinniu District, North Ring Road, No. 1, No. 95, building 3, unit 27, No., No. 330 Applicant before: Geng Zhi |
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Date of cancellation: 20220411 Granted publication date: 20170215 |
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Effective date of registration: 20231127 Granted publication date: 20170215 |
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| PP01 | Preservation of patent right |