CN105244951B - 一种带有诊断功能的智能充电器及充电方法 - Google Patents

Abstract

一种带有诊断功能的智能充电器及充电方法，属于智能充电器及充电方法。该智能充电器包括：控制模块、诊断模块、充电模块、多路开关和检测模块；控制模块和诊断模块、充电模块、多路开关依次相连；检测模块依次和电池外部接线端、多路开关、故障诊断模块相连。充电方法具有两种模式：充电模式和诊断模式；所述的诊断模式包括故障诊断和寿命检测两部分功能；所述的故障诊断是检测电池可能出现的故障问题给出提示；所述的寿命检测是检测当前电池的容量，通过当前容量和额定容量之比，确定当前电池寿命。优点：兼具充电功能和诊断功能，可以测量电池寿命、故障类型；充分利用夜间电池充电的剩余时间，多种选择模式，实现监控电池寿命、健康状态。

Description

一种带有诊断功能的智能充电器及充电方法

技术领域

本发明涉及一种智能充电器及充电方法，特别是一种带有诊断功能的智能充电器及充电方法。

背景技术

动力电池作为电动汽车的动力源，由于复杂的工作环境和多变的运行条件，实际使用中难免会出现各种故障或老化。一旦故障出现未能及时检测或处理，则可能会导致安全事故。

目前已有关于电池故障诊断和电池充电器的相关专利。然而这些专利都存在着一些不足。电动汽车在夜间充电时，充满电之后仍有大量可以利用的时间，普通的充电器恰恰忽视了这些时间。对于用户而言，专门购置一台电池故障诊断装置并保持使用，繁琐费事，使用不便。

发明内容

本发明的目的是要提供一种带有诊断功能的智能充电器及充电方法，解决现有电池充电器不具有电池故障诊断，另外配置电池故障诊断装置繁琐费事，使用不便的问题。

本发明的目的是这样实现的：

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：该智能充电器包括：控制模块、诊断模块、充电模块、多路开关和检测模块；控制模块和诊断模块、充电模块、多路开关依次相连；检测模块依次和电池外部接线端、多路开关、故障诊断模块相连。

所述的控制模块包括：单片机、模式选择按键和LCD显示屏；模式选择按键、单片机和LCD显示屏顺序连接，单片机的输入端与诊断模块连接，单片机的输出端与充电模块连接。

所述的诊断模块包括：故障识别单元和容量检测单元；故障识别单元和容量检测单元的输出端分别与控制模块的单片机输入端连接，故障识别单元的输入端与检测模块连接，容量检测单元的输入端与多路开关连接；其中，故障识别单元存储了蓄电池在多种故障条件下充放电的电流电压曲线。

所述的充电模块包括充电单元，充电单元的输入端与控制模块的单片机输出端连接，充电单元的输出端与多路开关连接。

所述的检测模块包括：电压传感器和电流传感器；电压传感器跨接在多路开关的二根输出输上，电压传感器的输出端与诊断识模块的诊断别单元的输入端连接；电流传感器串接在多路开关的一根输出线上，电流传感器的输出端与诊断识模块的诊断别单元的输入端连接。

充电方法具有两种模式：充电模式和诊断模式；所述的充电模式的充电功能和普通充电器一样采用恒流转恒压或者针对不同的动力电池的阶段式充电；所述的诊断模式包括故障诊断和寿命检测两部分功能；所述的故障诊断是检测电池可能出现的故障问题给出提示；所述的寿命检测是检测当前电池的容量，通过当前容量和额定容量之比，确定当前电池寿命；

按键选择充电模式或者诊断模式，如果选择充电模式时，充电步骤如下：

A1：单片机控制多路开关的引脚4和7连通，5和6连通；充电单元连通外部电池组实现充电；

A2：电流传感器检测电流大小，若电流>0.1C，跳转至步骤A1；若电流<0.1C，跳转至下一步；

A3：单片机控制多路开关的引脚4与7断开，5和6断开，从而断开充电单元与电池组的连接；

A4：LCD显示充电完成；

如果选择诊断模式时，诊断步骤作如下：

B1：单片机控制多路开关的引脚4和7连通，5和6连通；电单元连通外部电池组实现充电；

B2:电流传感器检测电流大小，电流>0.1C，跳转至步骤B1；若电流<0.1C，跳转至下一步；

B3:单片机控制多路开关的引脚1和7连通，2和6连通，量测试单元连通外部电池组,进行放电；

B4:容量测试单元对电池进行恒流放电，控制模块开始记录放电时间；

B5：检测模块将测得的电流、电压数据发送给故障识别单元；障识别单元内置了多种故障类型电池的充放电曲线，故障识别单元将接收的数据与内置的故障曲线对比识别，从而判断放电状态下的电池故障类型；

B6：电压传感器检测电压大小，电压值大于放电截止电压时，跳转至步骤B3；当电压值等于放电截止电压时，跳转至步骤B7；

B7：将容量测试单元测得的容量除以额定容量，即得到电池的寿命，并将数据显示在LCD上；

B8：单片机控制多路开关的引脚1和7断开，2和6断开，即断开放电回路；控制多路开关的引脚4和7接通，5和6接通，接通充电回路；

B9：检测模块测量电压电流数据，并将测得的数据发送给故障识别单元，故障识别单元再次将接收的数据与内置的故障曲线对比识别，从而判断充电状态下的电池故障类型；结合步骤B5，综合判断电池故障类型，并转发给单片机；

B10：电流传感器检测电流大小，若电流>0.1C，跳转至步骤B8；若电流<0.1C，跳转至下一步；

B11：LCD显示充满电。

有益效果，由于采用了上述方案，该智能充电器支持模式选择功能，可以根据用户的需求选择充电模式或者诊断模式。控制模块根据用户选择控制不同的开关切换两种模式。其中充电模式采取恒流转恒压或者三阶段充电等常用的充电方法；诊断模式需要对电池执行充电—放电—充电共3个连续动作，容量测试在放电过程中采用安时积分法获得，故障识别则要根据放电和充电两个过程综合确定。如此，通过智能控制将电池故障诊断和充电两种功能集成一身。

优点：本发明兼具充电功能和诊断功能，可以测量电池寿命、故障类型，属于多用途充电器。充分利用夜间电池充电的剩余时间，并且可以根据用户需求选择多种模式，实现监控电池寿命、健康状态，为电动汽车动力源提供了安全保障。

附图说明：

图1为本发明的一种带有诊断功能的智能充电器内部结构图。

图2为本发明的模式选择流程图。

图3为本发明的充电模式动作流程图。

图4为本发明的诊断模式动作流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行详细说明：

实施例1：该智能充电器包括：控制模块、诊断模块、充电模块、多路开关和检测模块；控制模块和诊断模块、充电模块、多路开关依次相连；检测模块依次和电池外部接线端、多路开关、故障诊断模块相连。

所述的控制模块包括：单片机、模式选择按键和LCD显示屏；模式选择按键、单片机和LCD显示屏顺序连接，单片机的输入端与诊断模块连接，单片机的输出端与充电模块连接。

所述的诊断模块包括：故障识别单元和容量检测单元；故障识别单元和容量检测单元的输出端分别与控制模块的单片机输入端连接，故障识别单元的输入端与检测模块连接，容量检测单元的输入端与多路开关连接；其中，故障识别单元存储了蓄电池在多种故障条件下充放电的电流电压曲线。

所述的充电模块包括充电单元，充电单元的输入端与控制模块的单片机输出端连接，充电单元的输出端与多路开关连接。

所述的检测模块包括：电压传感器和电流传感器；电压传感器跨接在多路开关的二根输出输上，电压传感器的输出端与诊断识模块的诊断别单元的输入端连接；电流传感器串接在多路开关的一根输出线上，电流传感器的输出端与诊断识模块的诊断别单元的输入端连接。

充电方法具有两种模式：充电模式和诊断模式；所述的充电模式的充电功能和普通充电器一样采用恒流转恒压或者针对不同的动力电池的阶段式充电；所述的诊断模式包括故障诊断和寿命检测两部分功能；所述的故障诊断是检测电池可能出现的故障问题给出提示；所述的寿命检测是检测当前电池的容量，通过当前容量和额定容量之比，确定当前电池寿命；

按键选择充电模式或者诊断模式，如果选择充电模式时，充电步骤如下：

A1：单片机控制多路开关的引脚4和7连通，5和6连通；充电单元连通外部电池组实现充电；

A2：电流传感器检测电流大小，若电流>0.1C，跳转至步骤A1；若电流<0.1C，跳转至下一步；

A3：单片机控制多路开关的引脚4与7断开，5和6断开，从而断开充电单元与电池组的连接；

A4：LCD显示充电完成；

如果选择诊断模式时，诊断步骤作如下：

B1：单片机控制多路开关的引脚4和7连通，5和6连通；电单元连通外部电池组实现充电；

B2:电流传感器检测电流大小，电流>0.1C，跳转至步骤B1；若电流<0.1C，跳转至下一步；

B3:单片机控制多路开关的引脚1和7连通，2和6连通，量测试单元连通外部电池组,进行放电；

B4:容量测试单元对电池进行恒流放电，控制模块开始记录放电时间；

B5：检测模块将测得的电流、电压数据发送给故障识别单元；障识别单元内置了多种故障类型电池的充放电曲线，故障识别单元将接收的数据与内置的故障曲线对比识别，从而判断放电状态下的电池故障类型；

B6：电压传感器检测电压大小，电压值大于放电截止电压时，跳转至步骤B3；当电压值等于放电截止电压时，跳转至步骤B7；

B7：将容量测试单元测得的容量除以额定容量，即得到电池的寿命，并将数据显示在LCD上；

B8：单片机控制多路开关的引脚1和7断开，2和6断开，即断开放电回路；控制多路开关的引脚4和7接通，5和6接通，接通充电回路；

B9：检测模块测量电压电流数据，并将测得的数据发送给故障识别单元，故障识别单元再次将接收的数据与内置的故障曲线对比识别，从而判断充电状态下的电池故障类型；结合步骤B5，综合判断电池故障类型，并转发给单片机；

B10：电流传感器检测电流大小，若电流>0.1C，跳转至步骤B8；若电流<0.1C，跳转至下一步；

B11：LCD显示充满电。

Claims (2)

1.一种带有诊断功能的智能充电器，其特征是：该智能充电器包括：控制模块、诊断模块、充电模块、多路开关和检测模块；控制模块和诊断模块、充电模块、多路开关依次相连；检测模块依次和电池外部接线端、多路开关、诊断模块相连；所述的诊断模块包括：故障识别单元和容量检测单元；故障识别单元和容量检测单元的输出端分别与控制模块的单片机输入端连接，故障识别单元的输入端与检测模块连接，容量检测单元的输入端与多路开关连接；其中，故障识别单元存储了蓄电池在多种故障条件下充放电的电流电压曲线；

所述的控制模块包括：单片机、模式选择按键和LCD显示屏；模式选择按键、单片机和LCD显示屏顺序连接，单片机的输入端与诊断模块连接，单片机的输出端与充电模块连接；

所述的充电模块包括充电单元，充电单元的输入端与控制模块的单片机输出端连接，充电单元的输出端与多路开关连接；

所述的检测模块包括：电压传感器和电流传感器；电压传感器跨接在多路开关的二根输出线上，电压传感器的输出端与诊断模块的故障识别单元的输入端连接；电流传感器串接在多路开关的一根输出线上，电流传感器的输出端与诊断模块的故障识别单元的输入端连接。

2.权利要求1所述的一种带有诊断功能的智能充电器的充电方法，其特征是：充电方法具有两种模式：充电模式和诊断模式；所述的充电模式的充电功能和普通充电器一样采用恒流转恒压或者针对不同的动力电池的阶段式充电；所述的诊断模式包括故障诊断和寿命检测两部分功能；所述的故障诊断是检测电池实际出现的故障问题给出提示；所述的寿命检测是检测当前电池的容量，通过当前容量和额定容量之比，确定当前电池寿命；

按键选择充电模式或者诊断模式，如果选择充电模式时，充电步骤如下：

A1：单片机控制多路开关的引脚4和7连通，5和6连通；充电单元连通外部电池组实现充电；

A2：电流传感器检测电流大小，若电流>0.1C，跳转至步骤A1；若电流<0.1C，跳转至下一步；

A3：单片机控制多路开关的引脚4与7断开，5和6断开，从而断开充电单元与电池组的连接；

A4：LCD显示充电完成；

如果选择诊断模式时，诊断步骤作如下：

B1：单片机控制多路开关的引脚4和7连通，5和6连通；电单元连通外部电池组实现充电；

B2: 电流传感器检测电流大小，电流>0.1C，跳转至步骤B1；若电流<0.1C，跳转至下一步；

B3: 单片机控制多路开关的引脚1和7连通，2和6连通，量测试单元连通外部电池组,进行放电；

B4: 容量测试单元对电池进行恒流放电，控制模块开始记录放电时间；

B5：检测模块将测得的电流、电压数据发送给故障识别单元；障识别单元内置了多种故障类型电池的充放电曲线，故障识别单元将接收的数据与内置的故障曲线对比识别，从而判断放电状态下的电池故障类型；

B6：电压传感器检测电压大小，电压值大于放电截止电压时，跳转至步骤B3；当电压值等于放电截止电压时，跳转至步骤B7；

B7：将容量测试单元测得的容量除以额定容量，即得到电池的寿命，并将数据显示在LCD上；

B8：单片机控制多路开关的引脚1和7断开，2和6断开，即断开放电回路；控制多路开关的引脚4和7接通，5和6接通，接通充电回路；

B9：检测模块测量电压电流数据，并将测得的数据发送给故障识别单元，故障识别单元再次将接收的数据与内置的故障曲线对比识别，从而判断充电状态下的电池故障类型；结合步骤B5，综合判断电池故障类型，并转发给单片机；

B10：电流传感器检测电流大小，若电流>0.1C，跳转至步骤B8；若电流<0.1C，跳转至下一步；

B11：LCD显示充满电。