CN107591865A - 铅酸电池组充放电控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了铅酸电池组充放电控制装置及系统，涉及均衡控制技术领域，其中，该铅酸电池组充放电控制装置包括：铅酸电池组、串联电路、并联电路、充电电源、电量检测电路和转换控制电路，使用过程中，电量检测电路用于检测铅酸电池组的电量状态，转换控制电路用于当检测到电量逐步增加时，将铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与并联电路相连，以为各个铅酸电池进行充电，转换控制电路还用于当检测到电量逐步减小时，将铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与串联电路相连，以为电动车提供电能，通过上述设置，解决了铅酸电池组在使用过程中会不断过充电和过放电的问题，提高了铅酸电池组的使用效率，增长了铅酸电池组的使用寿命。

Description

铅酸电池组充放电控制装置及系统

技术领域

本发明涉及均衡控制技术领域，尤其涉及铅酸电池组充放电控制装置及系统。

背景技术

随着科技的发展和人们生活水平的提高，交通工具的种类也越来越多样，因此，人们在出行时可以根据自己的喜好灵活选择交通工具，例如，飞机、火车、轮船、汽车、地铁和自行车等，这样使人们的出行越来越便捷。在现有的交通状况下，大型公共交通工具(例如，飞机、火车、轮船和地铁等)多是按照固定出发地点、固定换成地点和固定到达地点的形式来设置的，以在最大程度上满足大多数人们的乘坐需要。可见，上述交通方式不是很灵活。

在实际生活中，为了更加贴合自己的出行轨迹，人们更倾向于选择私家车和自行车出行，特别是电动车的出现，一方面减少了对环境的污染；另一方面便于进行电能的供给，因此，受到了人们的喜爱。电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能来驱动车辆进行运动的。在电动车中用来提供能量来源的是铅酸电池组，铅酸电池组以串联的形式进行连接。但是，在使用过程中铅酸电池组会出现不同程度的储能衰减，尤其当充电时，由于各个铅酸电池的容量不一致，就会出现过充与欠充现象，造成电池块极板损坏，大大降低铅酸电池组的使用寿命。考虑到生产成本、消费能力和市场竞争等因素的制约，用户通常只能任由电池组内的各个铅酸电池在过充电与过放电之间循环，直到电池组容量不断下降、直至报废不能使用为止。

综上，目前关于铅酸电池组在使用过程中会不断过充电和过放电的问题，尚无有效的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了铅酸电池组充放电控制装置及系统，通过串联电路、并联电路、电量检测电路和转换控制电路等的设置，提高了铅酸电池组的使用效率。

第一方面，本发明实施例提供了铅酸电池组充放电控制装置，包括：铅酸电池组、串联电路、并联电路、充电电源、电量检测电路和转换控制电路；

铅酸电池组和串联电路相连；

并联电路与充电电源相连；

铅酸电池组还与电量检测电路相连；

转换控制电路连接在铅酸电池组与电量检测电路之间；

电量检测电路，用于检测铅酸电池组的电量状态；

转换控制电路，用于当检测到电量逐步增加时，将铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与并联电路相连，以为各个铅酸电池进行充电；

转换控制电路，还用于当检测到电量逐步减小时，将铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与串联电路相连，以为电动车提供电能。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括充电限制单元，充电限制单元与电量检测电路相连；

充电限制单元，用于当检测到电量逐步增加，且，当前铅酸电池的电量达到充电阈值时，切断铅酸电池组和并联电路之间的连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，铅酸电池组充放电控制装置还包括放电限制单元，放电限制单元与电量检测电路相连；

放电限制单元，用于当检测到电量逐步减小，且，当前铅酸电池的电量达到放电阈值时，切断铅酸电池组和串联电路之间的连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，铅酸电池组充放电控制装置还包括转换开关，铅酸电池组通过转换开关与串联电路或者并联电路相连。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，铅酸电池组和并联电路通过接插件相连。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，铅酸电池组和串联电路通过接插件相连。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，铅酸电池组充放电控制装置还包括电流检测单元，电流检测单元与铅酸电池组相连；

电流检测单元，用于检测各个铅酸电池的电流，且，当电流超过预先设置的标准电流值时，向外发出电流异常报警。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，铅酸电池组充放电控制装置还包括温度检测单元，温度检测单元与铅酸电池组相连；

温度检测单元，用于检测各个铅酸电池的温度值，且，当温度值超过预先设置的标准温度值时，向外发出温度异常报警。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，转换开关为单刀双掷开关。

第二方面，本发明实施例提供了铅酸电池组充放电控制系统，包括：监视器和上述的铅酸电池组充放电控制装置；

监视器与铅酸电池组充放电控制装置相连；

监视器，用于实时监视铅酸电池组充放电控制装置的工作状态。

本发明实施例提供的铅酸电池组充放电控制装置及系统，其中，该铅酸电池组充放电控制装置包括：铅酸电池组、串联电路、并联电路、充电电源、电量检测电路和转换控制电路，在该铅酸电池组充放电控制装置中，铅酸电池组和串联电路相连，并联电路与充电电源相连，铅酸电池组还与电量检测电路相连，使用时，转换控制电路连接在铅酸电池组与电量检测电路之间，电量检测电路用于检测铅酸电池组的电量状态，转换控制电路用于当检测到电量逐步增加时，将铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与并联电路相连，以为各个铅酸电池进行充电，转换控制电路，还用于当检测到电量逐步减小时，将铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与串联电路相连，以为电动车提供电能，通过串联电路，实现了对亏电的铅酸电池组中的各个铅酸电池分别充电的目的，当电量检测电路检测到各个铅酸电池充好电后，通过串联电路，将铅酸电池组中的各个铅酸电池串联到一起为电动车提供电能，经过上述转换过程，方便快捷的实现了对铅酸电池组中的各个铅酸电池的串并联转换，实现了对铅酸电池组的有效利用，进而延长了铅酸电池组的使用寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的铅酸电池组充放电控制装置的连接图；

图2示出了本发明实施例所提供的铅酸电池组充放电控制装置的连接示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的铅酸电池组充放电控制装置的结构框架图；

图4示出了本发明实施例所提供的铅酸电池组充放电控制系统的结构连接图。

图标：1-铅酸电池组；2-并联电路；3-充电电源；4-串联电路；5-电量检测电路；6-转换控制电路；7-充电限制单元；8-放电限制单元；9-监视器；10-铅酸电池组充放电控制装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，随着电动车的出现，以铅酸电池为能量供给的现象越来越普遍。在电动车的使用过程中，铅酸电池组以串联的形式进行连接，原因在于，单个铅酸电池的电压较小，不足以为电动车提供能量。但在电动车的使用过程中铅酸电池组会出现不同程度的储能衰减，尤其当充电时，由于各个铅酸电池的容量不一致，就会出现过充与欠充现象，造成电池块极板损坏，大大降低铅酸电池组的使用寿命。考虑到生产成本、消费能力和市场竞争等因素的制约，用户通常只能任由电池组内的各个铅酸电池在过充电与过放电之间循环，直到电池组容量不断下降、直至报废不能使用为止。

基于此，本发明实施例提供了铅酸电池组充放电控制装置及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1、图2和图3，本实施例提出的铅酸电池组充放电控制装置10具体包括：铅酸电池组1、串联电路4、并联电路2、充电电源3、电量检测电路5和转换控制电路6，在该装置中，铅酸电池组1和串联电路4相连，并联电路2与充电电源3相连，铅酸电池组1还与电量检测电路5相连，转换控制电路6连接在铅酸电池组1与电量检测电路5之间，在电动车使用过程中，铅酸电池组1和串联电路4相连以为电动车提供足够的电压，当检测到需要为铅酸电池组1充电时，并联电路2与充电电源3相连，并且，铅酸电池组1也与并联电路2相连，以实现对各个铅酸电池的独立充电。

上述各个部件的使用过程描述如下：电量检测电路5用于检测铅酸电池组1的电量状态，这里需要进行说明的是，电量状态包括铅酸电池组1的充电状态和放电状态，充电状态即电量逐步增加直到达到铅酸电池的载荷的状态，放电状态即电量逐步减小直到达到铅酸电池的最小电量(最小电量有时候为0)的状态，转换控制电路6用于当检测到电量逐步增加时，即铅酸电池组1处于充电状态时，将铅酸电池组1中的各个铅酸电池分别与并联电路2相连，以为各个铅酸电池进行充电，即实现了对铅酸电池组1内各个铅酸电池的单独充电，对每一个铅酸电池做到充满电，不过充或欠充情况，从而避免了串联电路中受串联总充电电压控制，使串联电路中的的铅酸电池存在过充电或未充满情况，以及串联中首块电池受到大电流冲击损伤，末端电池欠充情况。独立充电有效确保电池块均匀充电，确保电池电容量最大化的一致性，使其具有应有使用时限，避免因串联电路过充或欠充影响使用寿命的弊端。在该铅酸电池组充放电控制装置10中，转换控制电路6还用于当检测到电量逐步减小时，即铅酸电池组1处于放电状态时，将铅酸电池组1中的各个铅酸电池分别与串联电路4相连，铅酸电池组以串联方式供电，保证为电动车电机提供所需要的动力电压，使电动车进行运动。

此外，铅酸电池组充放电控制装置10还包括充电限制单元7，充电限制单元7与电量检测电路5相连，使用过程中，充电限制单元7用于当检测到电量逐步增加即当前铅酸电池组1处于充电状态，并且，当前铅酸电池的电量达到充电阈值时，这里需要进行说明的是，充电阈值指的是铅酸电池的最大充电量，由于，制造工艺等的不同、所处的位置等的不同，铅酸电池组1内的各个铅酸电池的最大充电量都不同，当通过并联电路2使各个铅酸电池单独充电并达到充电阈值时，充电限制单元7切断已经达到充电阈值的铅酸电池组1和并联电路2之间的连接，避免该铅酸电池出现过充的现象，同时，由于，各个铅酸电池之间相互独立，因此，也避免了铅酸电池不能充到最大充电量的现象产生。

此外，铅酸电池组充放电控制装置10还包括放电限制单元8，放电限制单元8与电量检测电路5相连，使用时，放电限制单元8用于当检测到电量逐步减小，即当前铅酸电池组1处于放电状态，并且，当前铅酸电池的电量达到放电阈值时，这里需要进行说明的是，放电阈值指的是铅酸电池的最小电量，通常，该最小电量为略大于0的数值，切断铅酸电池组1和串联电路4之间的连接，从而避免了铅酸电池组1过放电现象的出现。

此外，铅酸电池组充放电控制装置10还包括转换开关，铅酸电池组1通过转换开关与串联电路4或者并联电路2相连。即通过转换开关的设置，在一种情况下可实现铅酸电池组1与串联电路4的相连；在另一种情况下可实现铅酸电池组1与并联电路2的相连。

具体的，在铅酸电池组充放电控制装置10中，铅酸电池组1和并联电路2通过接插件相连。铅酸电池组1和串联电路4通过接插件相连。接插件也叫连接器，即连接两个有源器件的连接器件，在该接插件中传输电流或信号。与传统的导线连接方式相比，接插件连接的方式更加灵活，便于外部改变电子器件的连接状态。即在该铅酸电池组充放电控制装置10中，在不同的用电状态下，并联电路2和串联电路4均分别通过接插件与铅酸电池组1相连，当用电状态需要转换时，可通过接插件的连接来实现，方便快捷。

此外，铅酸电池组充放电控制装置10还包括电流检测单元，电流检测单元与铅酸电池组1相连，在使用过程中，电流检测单元用于检测各个铅酸电池的电流，并且，当电流超过预先设置的标准电流值时，这里需要进行说明的是，预先设置的标准电流值为铅酸电池组1处于正常工作状态时的电流值，当超过该标准电流值时，电流检测单元向外发出电流异常报警，以告知外界铅酸电池组1出现故障导致电流异常。

此外，铅酸电池组充放电控制装置10还包括温度检测单元，温度检测单元与铅酸电池组1相连，在使用过程中，温度检测单元用于检测各个铅酸电池的温度值，并且，当温度值超过预先设置的标准温度值时，这里需要进行说明的是，预先设置的标准温度值即为铅酸电池组1处于正常工作状态时的温度值，当超过该标准温度值时，温度检测单元向外发出温度异常报警，以告知铅酸电池组1出现故障导致其温度异常。

另外，在一种情况中在铅酸电池组充放电控制装置10中的转换开关为单刀双掷开关，单刀双掷开关由动端和不动端组成，动端就是所谓的刀，它一般连接电源的进线，不动端就是电源输出的两端，在使用时，单刀双掷开关可控制电源向两个不同的方向输出，也就是说可以控制同一台设备作转换运转方向使用，在该装置中，通过使用单刀双掷开关来实现铅酸电池组1分别与串联电路4和并联电路2的转换控制，方便快捷。

综上所述，本实施例提供的铅酸电池组充放电控制装置10包括：铅酸电池组1、串联电路4、并联电路2、充电电源3、电量检测电路5和转换控制电路6，在该铅酸电池组充放电控制装置10中，铅酸电池组1和串联电路4相连，并联电路2与充电电源3相连，铅酸电池组1还与电量检测电路5相连，转换控制电路6连接在铅酸电池组1与电量检测电路5之间，这样，在使用过程中，电量检测电路5用于检测铅酸电池组1的电量状态，转换控制电路6用于当检测到电量逐步增加(即当铅酸电池组1处于充电状态时)时，将铅酸电池组1中的各个铅酸电池分别与并联电路2相连，以为各个铅酸电池进行充电，转换控制电路6还用于当检测到电量逐步减小(即当铅酸电池组1处于放电状态时)时，将铅酸电池组1中的各个铅酸电池分别与串联电路4相连，以为电动车提供电能，可见在上述使用过程中，通过串联电路，实现了对亏电的铅酸电池组中的各个铅酸电池分别充电的目的，当电量检测电路检测到各个铅酸电池充好电后，通过串联电路，将铅酸电池组中的各个铅酸电池串联到一起为电动车提供电能，经过上述转换过程，方便快捷的实现了对铅酸电池组中的各个铅酸电池的串并联转换，解决了铅酸电池组在使用过程中会不断过充电和过放电的问题，实现了对铅酸电池组的有效利用。

实施例2

参见图4，本实施例提供了铅酸电池组1充放电控制系统包括：监视器9和上述的铅酸电池组充放电控制装置10，在该铅酸电池组充放电控制系统中，监视器9与铅酸电池组充放电控制装置10相连，使用过程中，监视器9用于实时监视铅酸电池组充放电控制装置10的工作状态，以保障整个铅酸电池组充放电控制装置10的正常运行。

综上所述，本实施例提供的铅酸电池组1充放电控制系统包括：监视器9和上述的铅酸电池组充放电控制装置10，在该系统中，监视器9与铅酸电池组充放电控制装置10相连，并且，在使用过程中，监视器9用于实时监视铅酸电池组充放电控制装置10的工作状态，便于相关工作人员及时查看铅酸电池组充放电控制装置10的工作情况，方便快捷。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，包括：铅酸电池组、串联电路、并联电路、充电电源、电量检测电路和转换控制电路；

所述铅酸电池组和所述串联电路相连；

所述并联电路与所述充电电源相连；

所述铅酸电池组还与所述电量检测电路相连；

所述转换控制电路连接在所述铅酸电池组与所述电量检测电路之间；

所述电量检测电路，用于检测所述铅酸电池组的电量状态；

所述转换控制电路，用于当检测到电量逐步增加时，将所述铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与所述并联电路相连，以为各个铅酸电池进行充电；

所述转换控制电路，还用于当检测到电量逐步减小时，将所述铅酸电池组中的各个铅酸电池分别与所述串联电路相连，以为电动车提供电能。

2.根据权利要求1所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，还包括充电限制单元，所述充电限制单元与所述电量检测电路相连；

所述充电限制单元，用于当检测到电量逐步增加，且，当前铅酸电池的电量达到充电阈值时，切断所述铅酸电池组和所述并联电路之间的连接。

3.根据权利要求2所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，还包括放电限制单元，所述放电限制单元与所述电量检测电路相连；

所述放电限制单元，用于当检测到电量逐步减小，且，当前铅酸电池的电量达到放电阈值时，切断所述铅酸电池组和所述串联电路之间的连接。

4.根据权利要求3所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，还包括转换开关，所述铅酸电池组通过所述转换开关与所述串联电路或者所述并联电路相连。

5.根据权利要求1所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，所述铅酸电池组和所述并联电路通过接插件相连。

6.根据权利要求1所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，所述铅酸电池组和所述串联电路通过接插件相连。

7.根据权利要求4所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，还包括电流检测单元，所述电流检测单元与所述铅酸电池组相连；

所述电流检测单元，用于检测各个铅酸电池的电流，且，当所述电流超过预先设置的标准电流值时，向外发出电流异常报警。

8.根据权利要求7所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，还包括温度检测单元，所述温度检测单元与所述铅酸电池组相连；

所述温度检测单元，用于检测各个铅酸电池的温度值，且，当所述温度值超过预先设置的标准温度值时，向外发出温度异常报警。

9.根据权利要求4所述的铅酸电池组充放电控制装置，其特征在于，所述转换开关为单刀双掷开关。

10.铅酸电池组充放电控制系统，其特征在于，包括：监视器和如权利要求1-9任一项所述的铅酸电池组充放电控制装置；

所述监视器与所述铅酸电池组充放电控制装置相连；

所述监视器，用于实时监视所述铅酸电池组充放电控制装置的工作状态。