CN105552990A - 一种锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统及充电方法 - Google Patents

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徐少禹
高申
陈芬
佟玉琦
张跃强
王发成
胡道中
高洪波
田崔钧
佟蕾
王一拓
靳聪
杨彩霞
张秋淼
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Abstract

本发明公开了一种锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统及充电方法，其中，锂离子蓄电池组中多个单体蓄电池为串联关系，各单体蓄电池分别与一采集控制器控制开关串联，各该串联结构再与另一采集控制器控制开关并联，对该蓄电池组进行充电操作，根据单体蓄电池的电压对各个采集控制器控制开关的状态进行切换，直至充电结束。本发明在充电过程中一次性将全部电池充电至统一电压平台，不额外损耗蓄电池使用寿命；没有浮充过程；在充电过程中，不存在已充入蓄电池中的能量再次消耗，不降低能源利用率。

Description

一种锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统及充电方法
技术领域
本发明属于蓄电池充电技术领域，涉及一种锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统及充电方法。
背景技术
目前针对锂离子蓄电池电源(后简称电源)采用的均衡充电方法均为并联式均衡充电方法(包括主动均衡与被动均衡两种)，其根本原理为将不一致的能量转化或消除，其缺点在于：1均衡充电过程存在对蓄电池的浮充过程，降低蓄电池的使用寿命；2在能量的转化或消除过程中存在对能源的浪费，降低能源利用率。
发明内容
(一)发明目的
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统及充电方法，用于解决各类低倍率、或对空间要求不高的UPS电源，如矿用隔爆(兼本安)型锂离子蓄电池电源、储能电站用锂离子蓄电池电源、后备电源等，进行智能均衡充电，避免浮充和能源浪费，使其在充电结束时，各单体蓄电池的电压处于统一的电压平台。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统，其包括：锂离子蓄电池组，其包括多个单体蓄电池，各单体蓄电池之间为串联关系，并由C1、C2…Cn表示，每一单体蓄电池Ci与第一采集控制器控制开关K2i串联后再与第二采集控制器控制开关K2i-1并联；充电器，与锂离子蓄电池组串联；采集控制器，通过电压信号线连接锂离子蓄电池组，采集每一个单体蓄电池的电压，并通过控制开关线包分别连接第一采集控制器控制开关K2i和第二采集控制器控制开关K2i-1，控制单体蓄电池并联以及串联的控制开关的通断；i＝1、2、3……、n，n不小于2。
本发明还提供一种基于上述锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统的充电方法，其中，电源充电初始，第二采集控制器控制开关K2i-1处于断开状态，第一采集控制器控制开关K2i处于闭合状态，充电器对蓄电池组进行恒定电流充电，当其中某一单体蓄电池Cj电压达到设定值时，其对应的第一采集控制器控制开关K2j切换为断开状态，第二采集控制器控制开关K2j-1切换为闭合状态，其余未达到充电设定值的单体蓄电池所串、并联的采集控制器控制开关状态保持不变，此时充电电流保持不变,充电持续进行，每一单体蓄电池达到电压设定值时，均进行上述开关切换，直至至所有单体蓄电池电压达到设定值，充电结束，断开所有开关；其中，i，j＝1、2、3……、n。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的系统和方法，通过将多个单体蓄电池串联，在每个单体蓄电池上设置串联和并联的控制开关，并实时采集单体蓄电池的电压，实现在充电过程中一次性将全部电池充电至统一电压平台，不额外损耗蓄电池使用寿命；没有浮充过程；在充电过程中，不存在已充入蓄电池中的能量再次消耗，不降低能源利用率。
附图说明
图1为本发明实施例的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参照图1所示，本实施例充电系统包括：锂离子蓄电池组，其包括多个单体蓄电池，各单体蓄电池之间为串联关系，并由C1、C2…Cn表示，每一单体蓄电池Ci与第一采集控制器控制开关K2i串联后再与第二采集控制器控制开关K2i-1并联；充电器，与锂离子蓄电池组串联；采集控制器，通过电压信号线连接锂离子蓄电池组，采集每一个单体蓄电池的电压，并通过控制开关线包分别连接第一采集控制器控制开关K2i和第二采集控制器控制开关K2i-1，控制单体蓄电池并联以及串联的控制开关的通断。
电源充电初始，第一采集控制器控制开关K2i-1处于断开状态，第二采集控制器控制开关K2i处于闭合状态，充电器对蓄电池组进行恒定电流充电，当其中某一单体蓄电池Cj电压达到设定值时，其对应的第一采集控制器控制开关K2j切换为断开状态，第二采集控制器控制开关K2j-1切换为闭合状态，其余未达到充电设定值的单体蓄电池所串、并联的采集控制器控制开关状态保持不变，此时充电电流保持不变,充电持续进行，每一单体蓄电池达到电压设定值时，均进行上述开关切换，直至至所有单体蓄电池电压达到设定值，充电结束，断开所有开关；其中，i，j＝1、2、3……、n。
其中，采集控制器通过电压信号线采集每一个单体蓄电池的电压，通过判断所采集的电压值是否达到设定值，进一步通过控制开关线包控制该单体蓄电池并联以及串联的控制开关的通断。
如图1所示，本发明智能均衡充电的工作过程为：采集控制器控制开关K1、K3……K2n-1处于断开状态，采集控制器控制开关K2、K4……K2n处于闭合状态,充电器对蓄电池组进行恒定电流充电，以单体蓄电池C2为例，其与采集控制器控制开关K4串联，然后与采集控制器控制开关K3串联，当单体蓄电池C2达到电压设定值时，采集控制器控制开关K4切换为断开状态，开关K3切换为闭合状态,其余未达到充电设定值的单体蓄电池所串、并联的采集控制器控制开关状态保持不变，此时充电电流保持不变,充电持续进行，每一单体蓄电池达到电压设定值时，均进行上述开关切换，直至至所有单体蓄电池电压达到设定值，充电结束，断开所有开关。
由上述技术方案可以看出，本发明在充电过程中一次性将全部电池充电至统一电压平台，不额外损耗蓄电池使用寿命；没有浮充过程；在充电过程中，不存在已充入蓄电池中的能量再次消耗，不降低能源利用率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统，其特征在于：包括：锂离子蓄电池组，其包括多个单体蓄电池，各单体蓄电池之间为串联关系，并由C1、C2…Cn表示，每一单体蓄电池Ci与第一采集控制器控制开关K2i串联后再与第二采集控制器控制开关K2i-1并联；充电器，与锂离子蓄电池组串联；采集控制器，通过电压信号线连接锂离子蓄电池组，采集每一个单体蓄电池的电压，并通过控制开关线包分别连接第一采集控制器控制开关K2i和第二采集控制器控制开关K2i-1，控制单体蓄电池并联以及串联的控制开关的通断；i＝1、2、3……、n，n不小于2。
2.基于权利要求1所述锂离子蓄电池组串联式智能均衡充电系统的充电方法，其特征在于：电源充电初始，第二采集控制器控制开关K2i-1处于断开状态，第一采集控制器控制开关K2i处于闭合状态，充电器对蓄电池组进行恒定电流充电，当其中某一单体蓄电池Cj电压达到设定值时，其对应的第一采集控制器控制开关K2j切换为断开状态，第二采集控制器控制开关K2j-1切换为闭合状态，其余未达到充电设定值的单体蓄电池所串、并联的采集控制器控制开关状态保持不变，此时充电电流保持不变,充电持续进行，每一单体蓄电池达到电压设定值时，均进行上述开关切换，直至至所有单体蓄电池电压达到设定值，充电结束，断开所有开关；其中，i，j＝1、2、3……、n。
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CN106329643A (zh) * 2016-09-13 2017-01-11 北京经纬恒润科技有限公司 一种充电控制方法及系统

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