CN107482697A - 一种管式电池智能充电装置及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管式电池智能充电装置及充电方法，包括功率调节器、充电控制器以及电池，其中，该电池通过电压检测电路、电流检测电路与该充电控制器电连接，通过该电压检测电路、电流检测电路将电池充电过程中的电压、电流送入充电控制器，而后通过充电控制器估测电池当前的状态，进而通过充电控制器控制功率调节器调节电池的充电电压、电流。本发明对电池电压、电流实时监测，估测电池的状态，根据电池状态进行电压、电流控制，消除了电池的个体差异，延长电池使用寿命。根据电池状态采用优化的充电控制策略，在保证电池使用寿命的同时，能快速安全的实现充电。

Description

一种管式电池智能充电装置及充电方法

技术领域

本发明涉及一种管式电池智能充电装置及充电方法。

背景技术

储能技术是新能源技术发展中的关键技术，目前大部分储能是依靠电池完成，管式电池由于性价比高，受到广泛的关注。而电池的充电方法对电池的寿命和性能起着关键作用，好的充电方法可以有效延长电池使用寿命。

现有管式(水)电池充电器均采用常规的恒流（CC）恒压（CV）充电模式，充电初期以一固定电流恒流充电，到一个设定电压时用固定的电压进行恒压充电。这种方法忽略了电池的个体差异和充电状态。由于电池使用后剩余电量的不同，其可接受电流存在差异，用一固定电流恒流充电，容易加剧电池内部极化、析气。同时，电池使用过程中，其特性会有所改变，电解质饱和程度等发生改变，其析气电压会有所变化，如果忽略电池状态，以一固定电压充电，会导致电池过充，使电池损坏。

因此常规充电方式采用预设的参数，没有实时监测电池状态，会导致充电时间长，效率低，不能完全充满电量或出现过充，充电的时候会析出大量有毒气体等问题，不仅缩短电池的使用寿命，而且对使用者的身心健康造成严重的影响。虽然目前已有一些数字控制的充电方法，如中国专利公开的一种电池充电器数字控制电路和方法（专利号为：201210020207.6 ，授权公告号为：CN102624042）但其仍然是采用固有的预设参数，只是增加了模式切换，并没有实时监测和控制电池的充电状态，不能从本质上改善充电性能。

综上所述，现有技术存在缺乏参数监测，充电过程中容易出现析气，充电不足或过充，对电池寿命造成严重影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供主要目的在于提供一种管式电池智能充电装置及充电方法，本发明采用电压、电流双重控制，通过检测电池充电时的电流电压变化，实时监测电池状态，通过对充电电压和电流的动态智能控制可以满足管式电池充电时，充电时间短，无有毒气体排出，延长电池的使用寿命，并能够完全充满电。

本发明采用的技术方案为：一种管式电池智能充电装置，包括功率调节器、充电控制器以及电池，其中，该电池通过电压检测电路、电流检测电路与该充电控制器电连接，通过该电压检测电路、电流检测电路将电池充电过程中的电压、电流送入充电控制器，而后通过充电控制器估测电池当前的状态，进而通过充电控制器控制功率调节器调节电池的充电电压、电流。

一种管式电池智能充电方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，检测电池开路电压，计算初始充电电流，并检测电压变化率来判断电池状态；

步骤二，如步骤一中的电压变化率不变，充电时端电压不上升，则表明电池损坏，充电器结束充电；

步骤三，如步骤一中的，电压变化率保持恒定并大于零，则可以一直保持此电流充电；

步骤四，当步骤一中的电压变化率突然增大时，表明充电器已经进入了充电后期，此时根据马斯最佳充电曲线，改变充电电压，使电流按指数方式衰减，当电流小于限制值时，表明电池已经充电完成，可以结束充电。

本发明的有益效果为：本发明对电池电压、电流实时监测，估测电池的状态，根据电池状态进行电压、电流控制，消除了电池的个体差异，延长电池使用寿命。根据电池状态采用优化的充电控制策略，在保证电池使用寿命的同时，能快速安全的实现充电，本发明充电前期，由电池开路电压，估测电池剩余电量，根据电池剩余电量，自动设置初始充电电流。根据充电过程中电压的变化率，判断电池的充电状态，当电池端电压变化率增大时，判断电池进入充电后期，及时改变充电策略。在充电后期，根据马斯最佳充电曲线，改变充电电压，使充电电流呈指数衰减，达到最佳充电效果，使电池不析气，同时充满电量并且无过充，延长电池使用寿命。

附图说明

图1为本发明的充电装置的方框结构示意图。

图2为本发明的充电方法的流程图。

图3为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1、图3所示，所示为本发明的一种较佳的具体实施例子，一种管式电池智能充电装置，包括功率调节器10、充电控制器20以及电池30，其中，该电池30通过电压检测电路31、电流检测电路32与该充电控制器33电连接，通过该电压检测电路31、电流检测电路32将电池30充电过程中的电压、电流送入充电控制器20，而后通过充电控制器20估测电池30当前的状态，进而通过充电控制器20控制功率调节器10调节电池的充电电压、电流。

如图2所示，该功率调节器可以为任意的开关变换电路。

一种管式电池智能充电方法，包括以下步骤：

步骤一，检测电池开路电压，计算初始充电电流，并检测电压变化率来判断电池状态；

步骤二，如步骤一中的电压变化率不变，充电时端电压不上升，则表明电池损坏，充电器结束充电；

步骤三，如步骤一中的，电压变化率保持恒定并大于零，则可以一直保持此电流充电；

步骤四，当步骤一中的电压变化率突然增大时，表明充电器已经进入了充电后期，此时根据马斯最佳充电曲线，改变充电电压，使电流按指数方式衰减，当电流小于限制值时，表明电池已经充电完成，可以结束充电。

本发明的此充电方法不仅适用于管式电池，同时也适用于铅酸蓄电池，锂电池。

本发明具有以下优点：

对电池电压、电流实时监测，估测电池的状态，根据电池状态进行电压、电流控制，消除了电池的个体差异，延长电池使用寿命。根据电池状态采用优化的充电控制策略，在保证电池使用寿命的同时，能快速安全的实现充电，本发明充电前期，由电池开路电压，估测电池剩余电量，根据电池剩余电量，自动设置初始充电电流。根据充电过程中电压的变化率，判断电池的充电状态，当电池端电压变化率增大时，判断电池进入充电后期，及时改变充电策略。在充电后期，根据马斯最佳充电曲线，改变充电电压，使充电电流呈指数衰减，达到最佳充电效果，使电池不析气，同时充满电量并且无过充，延长电池使用寿命。

本发明的实施例以及附图只是为了展示本发明的设计构思，本发明的保护范围不应当局限于这一实施例。

通过上面的叙述可以看出本发明的设计目的是可以有效实施的。实施例的部分展示了本发明的目的以及实施功能和结构主题，并且包括其他的等同替换。

因此，本发明的权利构成包括其他的等效实施，具体权利范围参考权利要求。

Claims (2)

1.一种管式电池智能充电装置，其特征在于：包括功率调节器、充电控制器以及电池，其中，该电池通过电压检测电路、电流检测电路与该充电控制器电连接，通过该电压检测电路、电流检测电路将电池充电过程中的电压、电流送入充电控制器，而后通过充电控制器估测电池当前的状态，进而通过充电控制器控制功率调节器调节电池的充电电压、电流。

2.一种管式电池智能充电方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，检测电池开路电压，计算初始充电电流，并检测电压变化率来判断电池状态；

步骤二，如步骤一中的电压变化率不变，充电时端电压不上升，则表明电池损坏，充电器结束充电；

步骤三，如步骤一中的，电压变化率保持恒定并大于零，则可以一直保持此电流充电；

步骤四，当步骤一中的电压变化率突然增大时，表明充电器已经进入了充电后期，此时根据马斯最佳充电曲线，改变充电电压，使电流按指数方式衰减，当电流小于限制值时，表明电池已经充电完成，可以结束充电。