CN107147160A - 一种电池均衡充电方法及电池均衡充电结构 - Google Patents

一种电池均衡充电方法及电池均衡充电结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池均衡充电方法，包括以下步骤：(1)通过充电机与电池组并联，并直接对整个电池组进行充电；(2)控制器收集电池组中各个单体电池的电压信息并判断单体电池的充电情况；(3)调整供电方式；(4)控制器根据电池组中各个单体电池的电压信息控制与其相匹配的均衡充电模块的导通方向，直至电池组中的所有单体电池均完成充电。一种电池均衡充电结构，包括电池组，充电机B1，均衡充电模组。本发明提供一种电池均衡充电方法及电池均衡充电结构，在避免单体电池因过充而损坏的前提下，使得电池组在充电的过程中能够更好的对每一个单体电池进行充电，进而大大提高了电池组的整体利用率。

Description

一种电池均衡充电方法及电池均衡充电结构
技术领域
本发明涉及一种电池充电方法及实现该方法的结构，具体是指一种电池均衡充电方法及电池均衡充电结构。
背景技术
电池组如今已经广泛应用于人们的生产与生活中，为了提高使用电池组的经济性，以及降低电池对环境的污染，人们普遍会选择可充电的电池组。现在的电池组主要采用极端单体电压充电法，在充电的过程中，当系统检测电池组中有一只电池的单体电压达到最大设定值时，便会对整组的电池均停止充电。如此便能够对电压最大的单体电池进行保护，可以避免其因过充而损坏。但是这时电池组中的其它电池由于一致性不可能与电压最大的单体电池同时充满，如此便大大的缩减了电池组的整体利用率，不利于推动行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种电池均衡充电方法及电池均衡充电结构，在避免单体电池因过充而损坏的前提下，使得电池组在充电的过程中能够更好的对每一个单体电池进行充电，进而大大提高了电池组的整体利用率。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种电池均衡充电方法，包括以下步骤：
(1)通过充电机与电池组并联，并直接对整个电池组进行充电；
(2)控制器收集电池组中各个单体电池的电压信息，并通过电压信息判断单体电池的充电情况；
(3)在控制器判断电池组中的任意一个单体电池的电压达到最高预设值时，控制器断开充电机对电池组的直接供电，改由充电机对均衡充电模块供电；
(4)控制器根据电池组中各个单体电池的电压信息控制与其相匹配的均衡充电模块的导通方向，直至电池组中的所有单体电池均完成充电。
进一步的，步骤(4)中控制器对均衡模块的具体控制方法是：
(41)当单体电池的电压未达到最高预设值时，控制器将控制与该单体电池匹配的均衡充电模块正向导通，使得充电机输出的电流经主充电回路和均衡充电模块后对该单体电池进行充电；
(42)当某个单体电池的电压达到最高预设值时，控制器将控制与该单体电池匹配的均衡充电模块逆向导通，使其可以向外供给电流并与充电机输出的电流混合后对其他的单体电池供电；
(43)当向外供电的单体电池的电压低于最低预设值时，则控制器控制与该单体电池匹配的均衡充电模块再次正向导通并对其充电；
(44)重复上述过程，直至电池组中所有的单体电池的电压值均达到最低预设值。
一种电池均衡充电结构，包括电池组，与该电池组并联的充电机B1，以及同时与充电机B1和电池组相连接的均衡充电模组。
作为优选，所述充电机B1的正极经开关S1后与电池组的正极相连接，且该充电机B1的负极与电池组的负极相连接，该充电机B1的正极经开关S2后与均衡充电模组的正极相连接。
作为优选，所述电池组由N个电池G依次串联而成，且该电池依次为电池G1、电池G2……电池GN；所述均衡充电模组由控制器X，以及分别与该控制器X相连接的N个均衡充电模块组成。
进一步的，所述第一个均衡充电模块由双向电源转换器A1，一端与双向电源转换器A1的第二正极相连接、另一端与电池G1的正极相连接的保险丝FU1，一端与双向电源转换器A1的第二负极相连接、另一端与电池G1的负极相连接的保险丝FU2组成，双向电源转换器A1的第一正极经开关S2后与充电机B1的正极相连接。
再进一步的，所述除了第一个均衡充电模块以外的其他均衡充电模块均由双向电源转换器Am，一端与双向电源转换器Am的第二负极相连接、另一端与电池Gm的负极相连接的保险丝FU(m+1)组成，双向电源转换器Am的第一正极与双向电源转换器A1的第一正极相连接，双向电源转换器Am的第一负极与双向电源转换器A1的第一负极相连接，双向电源转换器Am的第二正极与双向电源转换器A(m-1)的第二负极相连接；其中1＜m≤N。
另外，所述任意一个双向电源转换器A的控制端均与控制器X的控制端相连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的方法可以很好的避免单体电池因过充而损坏，同时在单体电池的电压达到预设值后可以快速的切换充电的方式，由整体充电切换为单体充电，很好的提高了电池组中电池的利用率；
本发明的结构提供了一种均衡充电的可行方案，使得电池组在充电的过程中能够更好的对每一个单体电池进行充电，进而大大提高了电池组的整体利用率。
附图说明
图1为本发明的均衡结构的电路结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种电池均衡充电方法，包括以下步骤：
(1)通过充电机与电池组并联，并直接对整个电池组进行充电。
该充电机为本领域的常用设备，在此便不进行赘述。此处的充电机也可以用其他的供电电源来替代，但是充电电流需要控制在3A-20A之间。
(2)控制器收集电池组中各个单体电池的电压信息，并通过电压信息判断单体电池的充电情况。
采集各个单体电池的电压信息属于本领域的常规技术手段，在此便不进行赘述。
(3)在控制器判断电池组中的任意一个单体电池的电压达到最高预设值时，控制器断开充电机对电池组的直接供电，改由充电机对均衡充电模块供电。
(4)控制器根据电池组中各个单体电池的电压信息控制与其相匹配的均衡充电模块的导通方向，直至电池组中的所有单体电池均完成充电；
其具体控制方法是：
(41)当单体电池的电压未达到最高预设值时，控制器将控制与该单体电池匹配的均衡充电模块正向导通，使得充电机输出的电流经主充电回路和均衡充电模块后对该单体电池进行充电；
(42)当某个单体电池的电压达到最高预设值时，控制器将控制与该单体电池匹配的均衡充电模块逆向导通，使其可以向外供给电流并与充电机输出的电流混合后对其他的单体电池供电；
(43)当向外供电的单体电池的电压低于最低预设值时，则控制器控制与该单体电池匹配的均衡充电模块再次正向导通并对其充电；
(44)重复上述过程，直至电池组中所有的单体电池的电压值均达到最低预设值。
实施例2
如图1所示，一种电池均衡充电结构，包括电池组，与该电池组并联的充电机B1，以及同时与充电机B1和电池组相连接的均衡充电模组。
其中，充电机B1的正极经开关S1后与电池组的正极相连接，且该充电机B1的负极与电池组的负极相连接，该充电机B1的正极经开关S2后与均衡充电模组的正极相连接。该开关S1和开关S2均受控制器X控制。
电池组由N个电池G依次串联而成，且该电池依次为电池G1、电池G2……电池GN；所述均衡充电模组由控制器X，以及分别与该控制器X相连接的N个均衡充电模块组成。
第一个均衡充电模块由双向电源转换器A1、保险丝FU1、保险丝FU2、电池G1组成。
连接时，保险丝FU1的一端与双向电源转换器A1的第二正极相连接、另一端与电池G1的正极相连接，保险丝FU2的一端与双向电源转换器A1的第二负极相连接、另一端与电池G1的负极相连接，双向电源转换器A1的第一正极经开关S2后与充电机B1的正极相连接。
除了第一个均衡充电模块以外的其他均衡充电模块均由双向电源转换器Am、保险丝FU(m+1)、电池Gm组成。
连接时，保险丝FU(m+1)的一端与双向电源转换器Am的第二负极相连接、另一端与电池Gm的负极相连接，双向电源转换器Am的第一正极与双向电源转换器A1的第一正极相连接，双向电源转换器Am的第一负极与双向电源转换器A1的第一负极相连接，双向电源转换器Am的第二正极与双向电源转换器A(m-1)的第二负极相连接；其中1＜m≤N。
所述任意一个双向电源转换器A的控制端均与控制器X的控制端相连接。控制器X可以根据电池电压的变化调整任意一个双向电源转换器A的电流方向。其中的双向电源转换器是本领域的一种常用设备，其输入与输出的方向可以颠倒，在此便不对其进行赘述。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种电池均衡充电方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)通过充电机与电池组并联，并直接对整个电池组进行充电；
(2)控制器收集电池组中各个单体电池的电压信息，并通过电压信息判断单体电池的充电情况；
(3)在控制器判断电池组中的任意一个单体电池的电压达到最高预设值时，控制器断开充电机对电池组的直接供电，改由充电机对均衡充电模块供电；
(4)控制器根据电池组中各个单体电池的电压信息控制与其相匹配的均衡充电模块的导通方向，直至电池组中的所有单体电池均完成充电。
2.根据权利要求1所述的一种电池均衡充电方法，其特征在于：步骤(4)中控制器对均衡模块的具体控制方法是：
(41)当单体电池的电压未达到最高预设值时，控制器将控制与该单体电池匹配的均衡充电模块正向导通，使得充电机输出的电流经主充电回路和均衡充电模块后对该单体电池进行充电；
(42)当某个单体电池的电压达到最高预设值时，控制器将控制与该单体电池匹配的均衡充电模块逆向导通，使其可以向外供给电流并与充电机输出的电流混合后对其他的单体电池供电；
(43)当向外供电的单体电池的电压低于最低预设值时，则控制器控制与该单体电池匹配的均衡充电模块再次正向导通并对其充电；
(44)重复上述过程，直至电池组中所有的单体电池的电压值均达到最低预设值。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种电池均衡充电方法的电池均衡充电结构，其特征在于：包括电池组，与该电池组并联的充电机B1，以及同时与充电机B1和电池组相连接的均衡充电模组。
4.根据权利要求3所述的一种电池均衡充电结构，其特征在于：所述充电机B1的正极经开关S1后与电池组的正极相连接，且该充电机B1的负极与电池组的负极相连接，该充电机B1的正极经开关S2后与均衡充电模组的正极相连接。
5.根据权利要求4所述的一种电池均衡充电结构，其特征在于：所述电池组由N个电池G依次串联而成，且该电池依次为电池G1、电池G2……电池GN；所述均衡充电模组由控制器X，以及分别与该控制器X相连接的N个均衡充电模块组成。
6.根据权利要求5所述的一种电池均衡充电结构，其特征在于：所述第一个均衡充电模块由双向电源转换器A1，一端与双向电源转换器A1的第二正极相连接、另一端与电池G1的正极相连接的保险丝FU1，一端与双向电源转换器A1的第二负极相连接、另一端与电池G1的负极相连接的保险丝FU2组成，双向电源转换器A1的第一正极经开关S2后与充电机B1的正极相连接。
7.根据权利要求6所述的一种电池均衡充电结构，其特征在于：所述除了第一个均衡充电模块以外的其他均衡充电模块均由双向电源转换器Am，一端与双向电源转换器Am的第二负极相连接、另一端与电池Gm的负极相连接的保险丝FU(m+1)组成，双向电源转换器Am的第一正极与双向电源转换器A1的第一正极相连接，双向电源转换器Am的第一负极与双向电源转换器A1的第一负极相连接，双向电源转换器Am的第二正极与双向电源转换器A(m-1)的第二负极相连接；其中1＜m≤N。
8.根据权利要求7所述的一种电池均衡充电结构，其特征在于：所述任意一个双向电源转换器A的控制端均与控制器X的控制端相连接。
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