CN108429307A - 一种电池充放电自适应系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池充放电自适应系统及装置，该系统包括变压整流单元、电流放大倍数调整单元、充放电单元和控制单元。其中变压整流单元用于将输入的高压交流电转换为低压直流电；电流放大倍数调整单元用于调节变压整流单元输出的所述低压直流电的电流的大小，以实现电池充电时的快、慢速充电功能转换；充放电单元用于根据控制单元的控制将至少两个电池配置为并联充电电路或串联放电电路。本发明的电池充放电自适应系统及装置将电池充放电配置为两套电路系统，能够提高充电速率且解决充电发热严重等对电池的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种电池充放电自适应系统及装置。
背景技术
目前新能源汽车行业发展迅速，在国家政策的大力扶持下，新能源汽车行业迎来百花齐放的时代，但是技术水平也呈现出参差不齐的现象，在电池技术没有取得突破性进展的瓶颈期，在保证安全的前提下提高电池充电速率就显得尤为重要。目前市面上的新能源汽车充放电大都采用同一套电路系统，这样就产生了充电速率和发热严重的问题，我们故此研发了汽车动力电池自适应充电系统，以解决以上出现的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电池充放电自适应系统及装置的新技术方案。
根据本发明的技术方案，提供了一种电池充放电自适应系统，包括变压整流单元、电流放大倍数调整单元、充放电单元和控制单元；
所述变压整流单元被设置为用于将输入的高压交流电转换为低压直流电；
所述电流放大倍数调整单元被设置为用于调节变压整流单元输出的所述低压直流电的电流的大小，以实现电池充电时的快、慢速充电功能转换；
所述充放电单元被设置为用于根据控制单元的控制将至少两个电池配置为并联充电电路或串联放电电路。
进一步的，所述变压整流单元包括变压电路和整流滤波电路；
所述变压电路被设置为用于将输入的高压交流电转换为低压交流电；
所述整流滤波电路包括用于对所述低压交流电进行整流滤波，输出平滑的直流电，包括整流电路和对整流后的电流进行滤波的滤波电路。
进一步的，所述变压电路包括变压器，所述整流电路包括整流器，所述滤波电路包括滤波器。
进一步的，所述电流放大倍数调整单元包括稳压电路和放大电路；
所述稳压电路被设置为用于将所述低压直流电输出为额定电压下的电流；
所述放大电路被设置为用于将所述额定电压值的电流调整到固定数值。
进一步的，所述稳压电路包括三端固定输出式稳压器，所述三端固定输出式稳压器的输入端与所述变压整流单元连接，所述三端固定输出式稳压器的输出端接有稳压二极管，所述稳压二极管用于保护所述三端固定输出式稳压器，防止反向电流破坏所述三端固定输出式稳压器，所述三端固定输出式稳压器的输出端与所述放大电路连接。
进一步的，所述充放电单元包括一个总自动断电装置和至少两组电池电路；
所述总自动断电装置被设置为用于在所述电池组充电完成时自动识别断电，所述总自动断电装置设置在所述充放电单元的输入端；
第n组所述电池电路包括电池n和第n双置开关，所述电池n和第n双置开关依次串联在电路的正极和公共端之间，所述第n双置开关的第一触点连接在第n+1自动断电装置和电池n+1之间的节点上，所述第n双置开关的第二触点连接公共端，所述最后一组电池电路的双置开关的第一触点与第一组电池电路的电池的输入端之间串联有放电开关。
优选的，a的取值为[1,N]，其中N大于等于2。
进一步的，所述控制单元包括控制器电路，和/或微处理器。
根据本发明的另一方面，提供一种电池自适应装置，所述装置包括变压整流单元、电流放大倍数调整单元、充放电单元和控制单元；
所述变压整流单元被设置为用于将输入的高压交流电转换为低压直流电；
所述电流放大倍数调整单元被设置为用于调节变压整流单元输出的所述低压直流电的电流的大小，以实现电池充电时的快、慢速充电功能转换；
所述充放电单元被设置为用于根据控制单元的控制将至少两个电池配置为并联充电电路或串联放电电路。
进一步的，所述变压整流单元包括变压器、整流器和滤波电路，所述电流放大倍数调整单元包括稳压电路和放大电路，所述充放电单元包括一总自动断电装置和至少两组电池电路。
本发明提供的一种电池充放电自适应系统及装置将电池充放电配置为两套电路系统，能够提高充电速率且解决充电发热严重等对电池的影响。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
图1是本发明的电池充放电自适应系统的结构框图；
图2是本发明的电池充放电自适应系统的变压整流单元电路图；
图3是本发明的电池充放电自适应系统的电流放大倍数调整单元电路图；
图4是本发明的电池充放电自适应系统的充放电单元电路图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
<实施例1>
图1示出了本发明的电池充放电自适应系统的结构框图，该系统包括变压整流单元、电流放大倍数调整单元、充放电单元和控制单元；
由于现有技术中有的电池不能直接使用电网高压交流电进行对配套设备的充电，所以在本发明的该实施例中设置变压整流单元，用于将输入的高压交流电转换为低压直流电。
图2示出了本发明实施例的电池充放电自适应系统的变压整流单元电路图，变压整流单元包括用于将输入的高压交流电转换为低压交流电的变压电路和整流滤波电路。
其中，变压电路在本实施例中可以是变压器T。
整流滤波电路在本实施例中可以包括整流器U和滤波电路，滤波电路包括电容C11和电阻R11，电容C11和电阻R11分别并联在所述整流器U的输出端,电阻R11将整流后残余的纹波电压降落在电阻R11两端，然后由电容C11再旁路掉。
电网高压交流电经变压整流单元后输出为低压直流电，但是由于该低压直流电电压固定不能根据快慢速充电的要求改变电流的大小且并不一定适配电池的充放电电压要求，所以设置电流放大倍数调整单元对该低压直流电的大小进行调节及调节电压为最佳值，并可有效的减轻电池充电过程的发热现象。
图3示出了本发明实施例的电池充放电自适应系统的电流放大倍数调整单元电路图，在本发明的该实施例中，电流放大倍数调整单元包括稳压电路和放大电路。
其中，稳压电路在本发明的实施例中可以是三端固定输出式稳压器，在本实施例中该稳压器选择的型号为LM7805，稳压器LM7805的输入端1与变压整流单元的输出端连接，稳压器LM7805的输入端1与公共端之间串联有电容C21，电容C21用于稳定稳压器LM7805内部工作状态，稳压器LM7805的接地端2与公共端之间连接有稳压二极管VD，该稳压二极管VD用于保护稳压器LM7805，防止反向电流破坏稳压器LM7805，稳压器LM7805的输出端3与放大电路的输入端连接。稳压器LM7805的输出端与公共端之间还串联有电容C22，电容C22不仅可以稳定稳压器LM7805的工作状态，而且能改善电压调整的过渡相应。
变压整流单元输出的低压直流电经稳压器LM7805后输出固定电压为5V的电流。
放大电路在本实施例中可以是如下结构的放大电路，包括运算放大器A，稳压电路与运算放大器A的同相输入端串联有限流电阻R21，运算放大器A的反相输入端与公共端之间串联有保护电阻R22，运算放大器A的反相输入端与运算放大器A的输出端之间串联有频敏变阻器RF，限流电阻R21的大小根据运算放大器A决定，用于调整运算放大器A的工作电流，保护电阻R22的大小根据运算放大器A决定，用于调整运算放大器A的工作电压，频敏变阻器RF用于通过改变电阻，以改变运算放大器A的输出电流的大小以实现快慢速充电。
图4示出了本发明实施例的电池充放电自适应系统的充放电单元电路图，在本发明的实施例中，充放电单元用于根据控制单元的控制将至少两个电池配置为并联充电电路或串联放电电路。
在本发明的实施例中，充放电单元可以包括一用于在所述电池组充满时自动识别断电的总自动断电装置KM1和至少两组电池电路；在本实施例中以n组电池电路为例进行说明。
其中，总自动断电装置KM1设置在充放电单元的输入端。
第1组电池电路包括电池1和第1双置开关SB1，电池1和第1双置开关SB1依次串联在总自动断电装置KM1的输出端和公共端端之间，第1双置开关SB1的第一触点b1连接在第2自动断电装置和电池2之间的节点上，第1双置开关SB1的第二触点a1公共端，最后一组电池电路的第n双置开关的第一触点bn与第一组电池电路的电池1的输入端之间串联有放电开关SB0。
上述充放电单元是这样实现并联充电的：
在电流放大倍数调整单元输出的直流电路上，每组电池电路的双置开关SB1、双置开关SB2、双置开关SB3···双置开关SBn的动端均在控制单元的控制下与各自的第二触点a1、a2、a3···an接通，由此构成n组电池组并联充电的电路。
当所有电池充满电时，总自动断电装置KM1自动识别并终止充放电单元的充电过程。
上述自动断电装置也可以在每个电池电路上设置一个，各自控制一个电池，由于每组电池电路都设置有自动断电装置，当该组的电池充满电后，自动断电装置自动识别出来并终止充电。
充放电单元是这样实现串联放电的：
当本系统需要放电时，控制单元控制每组电池电路的双置开关SB1、双置开关SB2、双置开关SB···双置开关SBn的动端与各自的第一触点b1、b2、b3···bn接通，并导通放电开关SB0，由此组成串联放电电路。
由此，充电和放电在两种不同环境下工作，而且能够根据控制单元实现自由切换，可以有效的提高充电效率且还能很好的解决充电发热严重以及快充对电池造成损坏的影响。
控制单元包括控制器电路，和/或微处理器。
上述自动断电装置可通过现有技术中类似功能的器件实现，在此不一一列举。
<实施例2>
根据本发明的另一方面，提供一种电池自适应装置，该装置包括变压整流单元、电流放大倍数调整单元、充放电单元和控制单元；
其中，变压整流单元用于将输入的高压交流电转换为低压直流电。
变压整流单元包括用于将输入的高压交流电转换为低压交流电的变压电路和整流滤波电路。
变压电路在本实施例中可以是变压器T，整流滤波电路在本实施例中可以包括整流器U和滤波电路。
电流放大倍数调整单元用于调节变压整流单元输出的所述低压直流电的电流的大小以进行快慢速充电。
电流放大倍数调整单元包括稳压电路和运算放大器电路。
稳压电路在本发明的实施例中可以是三端固定输出式稳压器，在本实施例中该稳压器选择的型号为LM7805，稳压器LM7805的输入端1与变压整流单元的输出端连接，稳压器LM7805的输入端1与公共端之间串联有电容C21，电容C21用于稳定稳压器LM7805内部工作状态，稳压器LM7805的接地端2与公共端之间连接有稳压二极管VD，该稳压二极管VD用于保护稳压器LM7805，防止反向电流破坏稳压器LM7805，稳压器LM7805的输出端3与运算放大器电路的输入端连接。稳压器LM7805的输出端与公共端之间还串联有电容C22，电容C22不仅可以稳定稳压器LM7805的工作状态，而且能改善电压调整的过渡相应。
变压整流单元输出的低压直流电经稳压器LM7805后输出固定电压为5V的电流。
运算放大器电路在本实施例中可以是如下结构的运算放大器电路，包括运算放大器A，稳压电路与运算放大器A的同相输入端串联有限流电阻R21，运算放大器A的反相输入端与公共端之间串联有保护电阻R22，运算放大器A的反相输入端与运算放大器A的输出端之间串联有频敏变阻器RF，限流电阻R21的大小根据运算放大器A决定，用于调整运算放大器A的工作电流，保护电阻R22的大小根据运算放大器A决定，用于调整运算放大器A的工作电压，频敏变阻器RF用于根据控制单元改变电阻，以改变运算放大器A的输出电流的大小以实现快慢速充电。
充放电单元用于根据控制单元的控制将至少两个电池配置为并联充电电路或串联放电电路。
在本发明的实施例中，充放电单元可以包括一用于在所述电池组充满时自动识别断电的总自动断电装置KM1和至少两组电池电路；在本实施例中以n组电池电路为例进行说明。
其中，总自动断电装置KM1设置在充放电单元的输入端。
第1组电池电路包括电池1和第1双置开关SB1，电池1和第1双置开关SB1依次串联在总自动断电装置KM1的输出端和公共端端之间，第1双置开关SB1的第一触点b1连接在第2自动断电装置和电池2之间的节点上，第1双置开关SB1的第二触点a1公共端，最后一组电池电路的第n双置开关的第一触点bn与第一组电池电路的电池1的输入端之间串联有放电开关SB0。
上述充放电单元是这样实现并联充电的：
在电流放大倍数调整单元输出的直流电路上，每组电池电路的双置开关SB1、双置开关SB2、双置开关SB3···双置开关SBn的动端均在控制单元的控制下与各自的第二触点a1、a2、a3···an接通，由此构成n组电池组并联充电的电路。
根据侦测电池电压的方法来计算电池电量，当所有电池充满电时，总自动断电装置KM1自动识别并终止充放电单元的充电过程。
上述自动断电装置也可以在每个电池电路上设置一个，各自控制一个电池，由于每组电池电路都设置有自动断电装置，当该组的电池充满电后，自动断电装置自动识别出来并终止充电。
充放电单元是这样实现串联放电的：
当本系统需要放电时，控制单元控制每组电池电路的双置开关SB1、双置开关SB2、双置开关SB···双置开关SBn的动端与各自的第一触点b1、b2、b3···bn接通，并导通放电开关SB0，由此组成串联放电电路。
由此，充电和放电在两种不同环境下工作，而且能够根据控制单元实现自由切换，可以有效的提高充电效率且还能很好的解决充电发热严重以及快充对电池造成损坏的影响。
控制单元包括控制器电路和/或微处理器。
上述自动断电装置可通过现有技术中类似功能的器件实现，在此不一一列举。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种电池充放电自适应系统，其特征在于，包括变压整流单元、电流放大倍数调整单元、充放电单元和控制单元；
所述变压整流单元被设置为用于将输入的高压交流电转换为低压直流电；
所述电流放大倍数调整单元被设置为用于调节变压整流单元输出的所述低压直流电的电流的大小，以实现电池充电时的快、慢速充电功能转换；
所述充放电单元被设置为用于根据控制单元的控制将至少两个电池配置为并联充电电路或串联放电电路。
2.根据权利要求1所述的一种电池充放电自适应系统，其特征在于，所述变压整流单元包括变压电路和整流滤波电路；
所述变压电路被设置为用于将输入的高压交流电转换为低压交流电；
所述整流滤波电路用于对所述低压交流电进行整流滤波，所述整流滤波电路包括整流电路和对整流后的电流进行滤波的滤波电路。
3.根据权利要求2所述的一种电池充放电自适应系统，其特征在于，所述变压电路包括变压器，所述整流电路包括整流器，所述滤波电路包括滤波器。
4.根据权利要求1所述的一种电池充放电自适应系统，其特征在于，所述电流放大倍数调整单元包括稳压电路和放大电路；
所述稳压电路被设置为用于将所述低压直流电输出为额定电压值下的电流；
所述放大电路被设置为用于将所述额定电压值的电的电流调整到固定数值。
5.根据权利要求4所述的一种电池充放电自适应系统，其特征在于，所述稳压电路包括三端固定输出式稳压器，所述三端固定输出式稳压器的输入端与所述变压整流单元连接，所述三端固定输出式稳压器的输出端的接有稳压二极管，所述稳压二极管用于保护所述三端固定输出式稳压器，防止反向电流破坏所述三端固定输出式稳压器，所述三端固定输出式稳压器的输出端与所述运算放大器电路连接。
6.根据权利要求1所述的一种电池充放电自适应系统，其特征在于，所述充放电单元包括一个总自动断电装置和至少两组电池电路；
所述总自动断电装置被设置为用于在所述电池组充电完成时自动识别断电，所述总自动断电装置设置在所述充放电单元的输入端；
第n组所述电池电路包括电池n和第n双置开关，所述电池n和第n双置开关依次串联在电路的正极和公共端端之间，所述第n双置开关的第一触点连接在第n+1自动断电装置和电池n+1之间的节点上，所述第n双置开关的第二触点公共端，所述最后一组电池电路的双置开关的第一触点与第一组电池电路的电池的输入端之间串联有放电开关。
7.根据权利要求6所述的一种电池充放电自适应系统，其特征在于，a的取值为[1,N]，其中N大于等于2。
8.根据权利要求1所述的一种电池充放电自适应系统，其特征在于，所述控制单元包括控制器电路和/或微处理器。
9.一种电池自适应装置，其特征在于，所述装置包括变压整流单元、电流放大倍数调整单元、充放电单元和控制单元；
所述变压整流单元被设置为用于将输入的高压交流电转换为低压直流电；
所述电流放大倍数调整单元被设置为用于调节变压整流单元输出的所述低压直流电的电流的大小，以实现电池充电时的快慢速充电功能转换；
所述充放电单元被设置为用于根据控制单元的控制将至少两个电池配置为并联充电电路或串联放电电路。
10.根据权利要求8所述的一种电池自适应装置，其特征在于，所述变压整流单元包括变压器、整流器和滤波电路，所述电流放大倍数调整单元包括稳压电路和放大电路，所述充放电单元包括一个总自动断电装置和至少两组电池电路。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020244465A1 (zh) * | 2019-06-03 | 2020-12-10 | 宁波吉利汽车研究开发有限公司 | 一种车辆的电池系统、充放电方法及车辆 |
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2018
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