CN111740466A - 一种智能识别锂电池种类和串数的充电器及充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能识别锂电池种类和串数的充电器及充电方法，充电器包括：主电路，用于向电池组提供充电电压；控制及显示电路，包括智能识别模块和MCU微控制器，智能识别模块用于识别电池组的种类和串数；MCU微控制器用于控制主电路按照与电池组的种类和串数相应的预设充电方案向电池组充电。本发明实施例提供的一种智能识别锂电池种类和串数的充电器及充电方法，能够通过智能识别模块识别出电池组的种类和串数，根据识别出的种类和串数，充电器获取相应的预设充电方案，以此对电池组进行安全充电。该充电器及充电方法，充电更加安全可靠，能够自适应多种类型和串数的电池组，极大地方便了用户使用，并延长了电池组的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于智能充电器技术领域，尤其涉及一种智能识别锂电池种类和串数的充电器及充电方法。
背景技术
随着不可再生能源的不断消耗，即将到来的能源危机迫使各国更加重视新能源的开发。电池作为一个传统的产业，正经历着前所未有的变革，特别是在通信、动力等领域。
锂离子电池是可充电电池的一种，它具有能量密度高、小型化、薄型化、轻量化、安全性高、循环寿命长等优势。在人们日常工作和生活中，随着各种电子产品的广泛应用，各种充电器就不可或缺。开发智能充电器就在这种环境下应运而生。
目前市场上的简易充电器是不能够为不同工艺所制造的电池或者是相同工艺但是容量、电压不同的电池充电的。用简易充电器为上述不同电池充电，轻则造成电池充电不当，重则会酿成一系列的安全事故。
微控制器在电池充电器领域有着广泛的应用，利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化，以解决上述问题。将微控制器用于电池充电的场合，除了智能控制的的优势之外，还具有成本低、结构简单等特点。使用微控制器能够在很短的周期内开发出可应用于各种场合，功能完善的智能充电器。另外微控制器也能够轻松实现串行通信、实时数据记录和监测。简易电池充电器用模拟电路来实现它的功能，而用微控制器则能够使充电器智能化。只有微控制参与处理和控制的充电器才能称为智能充电器。
目前锂电池智能充电器又存在着锂电池种类和串数不同，现有的智能充电器不能对其进行识别充电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能识别锂电池种类和串数的充电器及充电方法，以解决现有的智能充电器不能智能识别锂电池种类和串数的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种智能识别锂电池种类和串数的充电器，包括：
主电路，用于向电池组提供充电电压；
控制及显示电路，包括智能识别模块和MCU微控制器，所述智能识别模块用于识别电池组的种类和串数；所述MCU微控制器分别连接所述智能识别模块和所述主电路，用于控制所述主电路按照与电池组的种类和串数相对应的预设充电方案向所述电池组充电。
可选地，所述智能识别模块为RS485逻辑通讯电路，电池组内设有支持RS485通讯的寄存器，所述寄存器存储有电池组的种类和串数信息。
可选地，所述主电路包括：AC继电器、EMI滤波&整流器、PFC功率级、谐振半桥DC/DC变换器、SRC同步整流器、输出整流滤波电容器、预充控制电路和DC继电器。
可选地，所述控制及显示电路还包括：辅助电源、电量计量电路、PFC PWM控制器、DC/DC PWM控制器、15V控制电路、PSFB电压电流模式&选择控制电路、风机控制电路、LDC显示屏&LED状态显示电路和温度检测电路。
第二方面，本发明提供了一种应用于如上所述充电器的充电方法，包括：
检测识别电池组的种类和串数；
根据检测识别到的种类和串数，获取相应的预设充电方案；
按照所述预设充电方案，对电池组进行充电。
可选地，所述预设充电方案包括：
判断电池组的初始电压范围，电压范围包括预充电压范围、涓流电压范围、恒流电压范围和恒压电压范围；
根据电池组的初始电压范围，按照预设的电流或电压对电池组充电；
检测电池组是否仍在所述初始电压范围；
若是，检测电池组在该初始电压范围内是否充电超时；
若充电超时，则启动保护措施并停止充电；若未充电超时，则返回执行所述检测电池组是否仍在所述初始电压范围。
可选地，所述检测电池组是否仍在所述初始电压范围，之后还包括：
若否，则检测电池极性、电池组温度、预充控制电路状态和DC继电器状态是否均满足预设条件；
若是，则返回执行所述判断电池组的初始电压范围；
若否，则启动保护措施并停止充电。
可选地，所述根据电池组的初始电压范围，按照预设的电流或电压对电池组充电之前，还包括：
若所述初始电压范围为恒流电压范围时，则再次检测识别电池组的种类、串数。
可选地，所述根据电池组的初始电压范围，按照预设的电流或电压对电池组充电之前，还包括：
若所述初始电压范围为恒压电压范围时，则再次检测识别电池组的串数。
可选地，所述若是，检测电池组在该初始电压范围内是否充电超时之前，还包括：
若所述初始电压范围为恒压电压范围时，则检测充电电流是否达到截止电流；
若是，则判断充电饱和，终止充电。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例提供的一种智能识别锂电池种类和串数的充电器及充电方法，能够通过智能识别模块识别出电池组的种类和串数，根据识别出的种类和串数，充电器获取相应的预设充电方案，以此对电池组进行安全充电。该充电器及充电方法，充电更加安全可靠，能够自适应多种类型和串数的电池组，极大地方便了用户使用，并延长了电池组的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种智能识别锂电池种类和串数的充电器的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种充电方法流程图。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
锂电池主要由正极、负极、隔膜以及电解液组成。正极材料种类较多，包括有：钴酸锂LCO、锰酸锂LMO、磷酸铁锂LFP、三元锂、以及钛酸锂LTO。三元锂主要包括镍钴锰酸锂NCM和小部分的镍钴铝酸锂NCA。
表1罗列出常见锂电池各种材料对比及锂电池特性和参数。
常见锂电池各种材料对比图表1
本实施例以磷酸铁锂LFP为例进行说明。
请参阅图1所示，本实施例提供一种带有RS485通讯的智能识别锂电池种类和串数的充电器，包括：主电路和控制及显示电路。
主电路包括：AC继电器、EMI滤波&整流器(即电磁干扰滤波器EMI和输入整流滤波电路)、PFC功率级，谐振半桥DC/DC变换器、SRC同步整流器、输出整流滤波电容器、预充控制电路和DC继电器。
控制及显示电路包括：辅助电源(反激变换器)、电量计量电路、PFC PWM控制器、DC/DC PWM控制器、15V控制电路、PSFB电压电流模式&选择控制电路、MCU微控制器、RS485逻辑通讯电路、风机控制电路、LDC显示屏&LED状态显示电路和温度检测电路。
锂电池充电算法是采用恒流或受控电流的恒压算法，主要包括三个阶段：涓流充电、恒流充电和恒压充电。
电磁干扰滤波器EMI用于保持充电器的内部产生的噪声不向外泄漏，同时防止外部电子设备的交流线路产生的噪声进入充电器内部。
输入整流滤波电路用于将交流电转换成单向脉动性直流。
PFC功率级的作用不仅是提高线路或充电器的功率因数，更重要的是可以解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题，也为充电器能在全球电压范围(90～264Vac)内能正常工作。
谐振半桥DC/DC变换器和SRC同步整流器用于提高充电器的整体充电效率。
输出整流滤波电容器用于吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。
预充控制电路用于当电池组在深度过放电后，能够对电池组进行预充电，起到激活电池的作用。
DC继电器，即图1中的K2继电器。当电池组电压达到涓流充电阶段或是恒流充电阶段最小阀值时，通过开启DC继电器，控制BAT+和BAT-输出电压给电池组充电。DC继电器还能防止电池组电流反灌到充电器内部，避免造成充电器内部电子器件烧坏。
辅助电源用于为充电器内部的电量计量电路、PFC PWM控制器、DC/DCPWM控制器、15V控制电路、PSFB电压电流模式&选择控制电路、MCU微控制器、RS485逻辑通讯电路、风机控制电路、LDC显示屏&LED状态显示电路等提供电源，使它们能够正常工作。
电量计量电路方便客户在充电状态下能够了解充电器的用电量。电量计量电路通过光耦隔离与MCU微控制器连接。
PFC PWM控制器和DC/DC PWM控制器用于协调PFC功率级输出和谐振半桥DC/DC变换器开关状态。
15V控制电路通过POWER ON与MCU微控制器连接。
PSFB电压电流模式&选择控制电路是模式选择恒压恒流状态和反馈稳压作用，与MCU微控制器、RS485逻辑通讯电路相互控制和判断。
风机控制电路和温度检测电路，用于当检测到充电器温度大于70度时，风扇开启；当检测到充电器温度超过85°时，系统高温报警并停止充电，保证充电器温度在0°～70°范围工作。
LDC显示屏&LED状态显示电路用于方便用户查看充电器工作状态。
充电器插上电源无电池包时，充电器转为空载状态无输出，即关闭主电路；充电器插上电源有电池包，充电器转为正常充电状态，从而打开主电路。
主电路工作原理如下：
市网交流(90-264Vac)经过AC继电器、EMI滤波&整流器、PFC功率级，输出PFC-OUT，然后经过谐振半桥DC/DC变换器、SRC同步整流器、输出整流滤波电容器，得到V-OUT输出电压，电压范围为0V～84V，最大电流为14A。
综上所述，本实施例提供的一种智能识别锂电池种类和串数的充电器，在开始充电前，能够通过RS485逻辑通讯智能识别电池组的种类和串数。当识别出电池组的种类和串数后，即能知道电池组的电压参数，例如当识别出为磷酸铁锂LFP种类电池后，其相应串数对应的电压参数如表2所示。在知道了电池组的电压参数后，通过检测电池组的当前电压，能够判断电池组的初始电压范围是处于预充电压范围、涓流电压范围、恒流电压范围还是恒压电压范围。根据初始电压范围，智能充电器能够提供对应的充电电流或者充电电压，对电池组进行充电。因此，可以在充电器内提前存储有预设充电方案，每一种充电方案对应一种型号(种类和串数)的电池组。在每个充电方案中，根据电池组的初始电压范围，按照预充充电、涓流充电、恒流充电和恒压充电的次序对电池组进行充电。
本发明实施例提供的一种智能识别锂电池种类和串数的充电器，能够通过智能识别模块识别出电池组的种类和串数，根据识别出的种类和串数，充电器获取相应的预设充电方案，以此对电池组进行安全充电。该充电器及充电方法，充电更加安全可靠，能够自适应多种类型和串数的电池组，极大地方便了用户使用，并延长了电池组的使用寿命。
需要说明的是，本实施例中，充电过程包括：预充、涓流充电、恒流充电和恒压充电。因此，当电池组深度过放电时，其电压会低于涓流电压范围，到达预充电压范围。
需要说明的是，电池组内设有寄存器，寄存器内存储有电池组的种类和串数信息，可以通过RS485逻辑通讯获取。
因此，推而广之，本实施例提供的一种智能识别锂电池种类和串数的充电器，不仅支持识别磷酸铁锂LFP种类和串数，还支持智能识别钴酸锂LCO、锰酸锂LMO、三元锂以及钛酸锂LTO等锂电池种类和串数。
磷酸铁锂LFP电池电压阀值表2
| 项目 | 16S(标称电压为51.2V) | 18S(标称电压60.8V) | 20S(标称电压64.0V) | 22S(标称电压72.0V) |
| 过压关断电压 | 60.00V | 67.50V | 75.00V | 81.4V |
| 充电最高电压 | 56.00-58.40V(58.10V) | 63.0-65.70V(65.34V) | 70.00-73.00V(72.60V) | 77.00-80.30V(79.86V) |
| 恒压电压范围 | 56.00-58.40V | 64.70-65.70V | 72.00-73.00V | 76.00-77.00V |
| 恒流电压范围 | 43.20-58.10V | 48.60-65.34V | 54.00-72.60V | 59.40-79.86V |
| 涓流电压范围 | 32.00-43.20V | 36.00-48.60V | 40.00-54.00V | 44.00-59.40V |
| 预充电压范围 | 2.00-32.00V | 2.00-36.00V | 2.00-40.00V | 2.00-44.00V |
(1)、电压等级48V(16S)电压系列48V/20Ah、48V/30Ah、48V/40Ah；
(2)、电压等级52V(17S)电压系列52V/20Ah、52V/30Ah、52V/40Ah；
(3)、电压等级60V(20S)电压系列60V/20Ah、60V/30Ah、60V/40Ah、60V/50Ah；
(4)、电压等级72V(22S)电压系列72V/20Ah、72V/30Ah、72V/40Ah、72V/50Ah；
(5)、充电单节电池关断电压3.75V,充电单节电池过压3.70V,充电单节电池过压恢复3.65V；
(6)、放电单节电池关断电压2.60V,放电单节电池欠压2.70V,充电单节电池过压恢复2.80V；
(7)、放电单节电压过低保护2.00V,充电最高电压为3.50V～3.65V，默认值为3.63V。
电气规格表3
实施例二
请参阅图2所示，本实施例提供了一种充电方法，可用于上述提供的智能识别锂电池种类和串数的充电器。与现有技术相比，该充电方法更加安全、有效，且能适应各种异常情况下的充电。
具体的，该充电方法包括：步骤S1：
检测识别电池组的种类和串数；
根据检测识别到的种类和串数，获取相应的预设充电方案；
按照所述预设充电方案，对电池组进行充电。
具体的，预设充电方案包括：
步骤S2、判断当前电池组电压所处范围，即初始电压范围。根据锂电池的充电原理，电压范围通常包括预充电压范围、涓流电压范围、恒流电压范围和恒压电压范围。
当初始电压范围为预充电压范围时，该充电方法执行步骤S3：
对电池组预充充电，并复位安全定时器。例如，如果识别出电池组的种类和串数为16串的磷酸铁锂LFP，则其预充电压范围为2～32V，可按照2-50mA的电流对电池组进行预充。
在预充过程中，执行步骤S9：
判断电池组电压是否仍在初始电压范围，即预充电压范围，如不在，则需要重新检测电压范围，并根据检测结果进行充电。
在重新检测电压范围之前，需要执行步骤S13：
判断电池极性、电池组温度是否均满足预设的条件。还要判断预充控制电路状态是否打开。如电池极性、电池组温度任一个不满足条件，或者预充控制电路状态仍是打开，则判断出错，需要停止充电，即执行步骤S20。如果电池极性、电池组温度均满足预设的条件，且预充控制电路状态未打开，则重新检测电压范围，即返回执行步骤S2。
如果在步骤S9中，电池组电压仍处于初始电压范围，为了防止充电时间过长导致电池组爆炸或燃烧等异常，需要检测电池组充电时间是否超过第一预设时长，即步骤S16，如果超时，则执行步骤S20。如果没有超时，返回执行步骤S9。
当初始电压范围为涓流电压范围时，该充电方法执行步骤S4：
涓流充电，充电电流为1000mA；
复位安全定时器。
在涓流充电过程中，执行步骤S10：
判断电池组电压是否仍在初始电压范围，即涓流电压范围，如不在，则需要重新检测电压范围，并根据检测结果进行充电。
在重新检测电压范围之前，需要执行步骤S13：
判断电池极性、电池组温度是否均满足预设的条件。还要判断K2DC继电器状态是否断开。如电池极性、电池组温度任一个不满足条件，或者K2DC继电器状态仍是断开，则判断出错，需要停止充电，即执行步骤S20。如果电池极性、电池组温度均满足预设的条件，且K2DC继电器状态未断开，即为闭合，则重新检测电压范围，即返回执行步骤S2。
如果在步骤S10中，电池组电压仍处于初始电压范围，为了防止充电时间过长导致电池组爆炸或燃烧等异常，需要检测电池组充电时间是否超过第二预设时长，即步骤S17，如果超时，则执行步骤S20。如果没有超时，返回执行步骤S10。
当初始电压范围为恒流电压范围时，该充电方法执行步骤S5：
再次检测识别电池组的种类和串数，当然也需要判断电池组温度是否正常。
如果再次检测识别电池组的种类和串数与步骤S1一致，则执行步骤S7，否则执行步骤S20。
具体的，步骤S7为：
恒流充电，充电电流档次有10/12/14A；
复位安全定时器。
在恒流充电过程中，执行步骤S11：
判断电池组电压是否仍在初始电压范围，即恒流电压范围，如不在，则需要重新检测电压范围，并根据检测结果进行充电。
在重新检测电压范围之前，需要执行步骤S13：
判断电池极性、电池组温度是否均满足预设的条件。还要判断K2DC继电器状态是否断开。如电池极性、电池组温度任一个不满足条件，或者K2DC继电器状态仍是断开，则判断出错，需要停止充电，即执行步骤S20。如果电池极性、电池组温度均满足预设的条件，且K2DC继电器状态未断开，即为闭合，则重新检测电压范围，即返回执行步骤S2。
如果在步骤S11中，电池组电压仍处于初始电压范围，为了防止充电时间过长导致电池组爆炸或燃烧等异常，需要检测电池组充电时间是否超过第三预设时长，即步骤S18，如果超时，则执行步骤S20。如果没有超时，返回执行步骤S11。
当初始电压范围为恒压电压范围时，该充电方法执行步骤S6：
再次检测识别电池组串数，以确定最高电压，当然也需要判断电池组温度是否正常。
如果再次检测识别电池组串数与步骤S1一致，则执行步骤S8，否则执行步骤S20。
具体的，步骤S8为：
恒压充电，充电电流逐渐减小；
复位安全定时器。
在恒压充电过程中，执行步骤S12：
判断电池组电压是否仍在初始电压范围，即恒压电压范围，如不在，则需要重新检测电压范围，并根据检测结果进行充电。
在重新检测电压范围之前，需要执行步骤S13：
判断电池极性、电池组温度是否均满足预设的条件。还要判断K2DC继电器状态是否断开。如电池极性、电池组温度任一个不满足条件，或者K2DC继电器状态仍是断开，则判断出错，需要停止充电，即执行步骤S20。如果电池极性、电池组温度均满足预设的条件，且K2DC继电器状态未断开，即为闭合，则重新检测电压范围，即返回执行步骤S2。
在恒压充电过程中，通常有两种方法终止充电：
达到最小充电电流时停止充电：
因为过度充电是锂离子电池的致命弱点。锂离子电池的主要充电终止方式是依靠监视充电电流决定的。当进入到充电周期的恒压充电阶段后，充电电流会自然而然地逐渐减小。当充电电流减小到0.1C至0.07C率以下时，就认为充电周期结束，需要停止充电。
达到预设时长时停止充电：
使用一个耗时定时器。如果在指定时间内电池仍未充满，应终止充电。因为继续充电可能导致电池变热，进而可能引发爆炸或燃烧事故。
因此，如果在步骤S12中，电池组电压仍处于初始电压范围，为了防止充电时间过长导致电池组爆炸或燃烧等异常，需要检测电池组充电时间是否超过第四预设时长，即步骤S19，如果超时，则执行步骤S20。如果没有超时，返回执行步骤S12。
本实施例中，还可以综合利用两种终止充电方式判断是否终止充电。因此，在步骤S19之前，还需判断充电电流是否达到截止电流(截止电流为预设的终止充电电流)，如达到，则执行步骤S15：判断充电饱和、终止充电；如未达到则执行步骤S19。
综上所述，本实施例提供的充电方法，利用安全定时器，对每一个充电阶段(预充、涓流、恒流、恒压四个充电阶段)的充电时间进行监控，充电时间如果超过预设的时长(第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长、第四预设时长)，则停止充电，以防止电池组爆炸或过充，充电更加安全可靠，延长电池组使用寿命。并且，在恒流充电阶段再次识别电池组的种类、串数，在恒压充电阶段再次识别电池组的串数，以进一步保证充电可靠性。为更进一步增强充电可靠性，在恒压充电阶段，综合利用两种终止充电方式，防止电池组过充或爆炸。
需要说明的是，在检测到电池组插入后，设定延时2秒进入充电模式，即延时2秒执行预设充电方案。
实施例三
请参阅图1和图2所示，在本申请的另一实施例中，通过具体型号的电池组对上述两个实施例中的方案进行进一步说明。电池组的具体型号为：磷酸铁锂LFP电压等级48V/40Ah(16S)。
本实施例提供的充电器，当充电器插上电源无电池包，充电器转为空载状态无输出。
输入端为90～264Vac市网交流、AC继电器、电磁干扰滤波器EMI、输入整流滤波电路得到的VDC送到辅助电源，此时辅助电源初级将有12V和15V输出，其中12V给K1AC继电器和电量计量电路(实际工作电压为3.3V)，15V控制电路给PFC PWM控制器和DC/DC PWM控制器供电。
次级将有12Vs和5Vs输出，其中12Vs给K2DC继电器、PSFB电压电流模式&选择控制电路、风机控制电路和电池组供电；5Vs给MCU微控制器、RS485逻辑通讯电路和LDC显示屏&LED状态显示电路供电。
当然充电器插上电源有电池包，充电器转为正常充电状态，辅助电源依然在工作。
如插上磷酸铁锂LFP电压等级48V/40Ah(16S)电池组时，同时也识别到电池组的电压、温度符合要求。充电器主电路此时输出最高电压就会锁死在56.00-58.40V之间。等待下面锂电池的类型判断之后一起选择充电电流的档次。
在识别完电池组的种类和串数之后，充电器严格按磷酸铁锂LFP电池电压阀值表2中的16串(标称电压为51.2V)栏进行逻辑判断充电。具体如下所述：
当电池组电压在2-32V时，预充控制电路打开，K2DC继电器关闭，此时充电器对电池组预充状态，充电电流为2-50mA。
当电池组电压在32.00-58.10V时，K2DC继电器打开，预充控制电路关闭，注意，在此电压段电池组电压在32.00-43.20V范围内充电器对电池组是不会快速恒流充电，而是以1000±200mA进入涓流充电状态，当电池组电压到43.20-58.10V这个范围最小阀值时，充电器先以5A(默认值)进行恒流充电，特别注意，此时，充电器获取电池组的类型数据再次确认和电池组发回相应数据进行一系列的逻辑判断10秒后，才能自动跳到14.0A±0.4A充电状态。后转入CV模式，充电转灯电流小于500mA。
以此类推，磷酸铁锂LFP电池电压阀值表2，任何一种电池组插入到充电器中，MCU微控制器都会按上述描述进行。
上述充电过程为充电器正常模式，严格按电气规格表3充电。
进一步的，上述充电方法还适用于充电器充电异常情况使用，该充电器能够激活电池组或者避免电池组损坏。
具体的，异常充电要分以下四种情况进行。
第一种情况，电池组深度放电到预充电压范围，出现异常。
电池组深度放电导致电池永久损坏流程：如果电池组的初始电压范围在预充阶段(即电池组深度放电到预充电压范围)，预充控制电路打开，预充电流2-50mA对电池进行充电，安全定时器超时20小时(20小时为上述的第一预设时长)，电池组电压还在预充阶段的阈值，说明电池组过深度发电造成电池组损坏，20小时内激活不了电池组，充电器报错，关闭预充控制电路，此时要移除电池组，即执行步骤S20。
如果出现电池极性、通信端口接触不良和温度不符合条件等现象，即步骤S13判断为否时，也执行步骤S20。
电池组深度放电但能激活电池流程：如果电池组在20小时内能激活，即在20小时内电池组电压升到涓流阶段，充电器关闭预充控制电路，打开K2DC继电器，涓流电流1000mA对电池进行充电，如果在电池组在3小时(3小时为上述的第二预设时长)内，电池组电压升到恒流充电阶段，充电器将按上述的正常充电流程，直到充饱为此。
如果在电池组涓流阶段，充电器关闭预充控制电路，打开K2DC继电器，涓流电流1000mA对电池进行充电，安全定时器超时3小时，电池组电压还在涓流阶段的阈值，说明电池组因其他原因造成电池组损坏，充电器报错，关闭K2DC继电器，此时要移除电池组，即执行步骤S20。
注意要检查电池极性、通信端口接触不良和温度条件是否不符合等现象，如果不是，说明电池组已经损坏。
第二种情况，电池组放电到涓流电压范围，出现异常。
预防客户不小心把电池组放电到涓流电压范围流程：如果电池组在3小时(即上述的第二预设时长)内，电池组电压升到恒流充电阶段，充电器将按上述的正常充电流程，直到充饱为此。
第三种情况、电池组在恒流电压范围出现异常。
充电器在恒流电压范围的充电出现异常，如电池正B+开路、电池负B-开路、RS485通讯端口RX/TX、+12V开路或接触不良等人为原因，充电器出现过压、过载、过流、高低温、超时等任何一种现象，执行步骤S20。
第四种情况，电池组在恒压电压范围出现异常。
充电器在恒压电压范围的充电出现异常，如电池正B+开路、电池负B-开路、RS485通讯端口RX/TX、+12V开路或接触不良等人为原因，充电器出现过压、过载、过流、高低温、超时等任何一种现象，执行步骤S20。
综上所述，本发明实施例提供的一种智能识别锂电池种类和串数的充电器及充电方法，能够通过智能识别模块识别出电池组的种类和串数，根据识别出的种类和串数，充电器获取相应的预设充电方案，以此对电池组进行安全充电。该充电器及充电方法，充电更加安全可靠，能够自适应多种类型和串数的电池组，且在出现充电异常的情况下，能够启动保护措施，防止电池组爆炸，极大地方便了用户使用，并延长了电池组的使用寿命。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种智能识别锂电池种类和串数的充电器，其特征在于，包括：
主电路，用于向电池组提供充电电压；
控制及显示电路，包括智能识别模块和MCU微控制器，所述智能识别模块用于识别电池组的种类和串数；所述MCU微控制器分别连接所述智能识别模块和所述主电路，用于控制所述主电路按照与电池组的种类和串数相应的预设充电方案向所述电池组充电。
2.根据权利要求1所述的智能识别锂电池种类和串数的充电器，其特征在于，所述智能识别模块为RS485逻辑通讯电路，电池组内设有支持RS485通讯的寄存器，所述寄存器存储有电池组的种类和串数信息。
3.根据权利要求1所述的智能识别锂电池种类和串数的充电器，其特征在于，所述主电路包括：AC继电器、EMI滤波&整流器、PFC功率级、谐振半桥DC/DC变换器、SRC同步整流器、输出整流滤波电容器、预充控制电路和DC继电器。
4.根据权利要求1所述的智能识别锂电池种类和串数的充电器，其特征在于，所述控制及显示电路还包括：辅助电源、电量计量电路、PFC PWM控制器、DC/DC PWM控制器、15V控制电路、PSFB电压电流模式&选择控制电路、风机控制电路、LDC显示屏&LED状态显示电路和温度检测电路。
5.一种应用于如权利要求1至4中任一所述充电器的充电方法，其特征在于，包括：
检测识别电池组的种类和串数；
根据检测识别到的种类和串数，获取相应的预设充电方案；
按照所述预设充电方案，对电池组进行充电。
6.根据权利要求5所的充电方法，其特征在于，所述预设充电方案包括：
判断电池组的初始电压范围，电压范围包括预充电压范围、涓流电压范围、恒流电压范围和恒压电压范围；
根据电池组的初始电压范围，按照预设的电流或电压对电池组充电；
检测电池组是否仍在所述初始电压范围；
若是，检测电池组在该初始电压范围内是否充电超时；
若充电超时，则启动保护措施并停止充电；若未充电超时，则返回执行所述检测电池组是否仍在所述初始电压范围。
7.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，所述检测电池组是否仍在所述初始电压范围，之后还包括：
若否，则检测电池极性、电池组温度、预充控制电路状态和DC继电器状态是否均满足预设条件；
若是，则返回执行所述判断电池组的初始电压范围；
若否，则启动保护措施并停止充电。
8.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，所述根据电池组的初始电压范围，按照预设的电流或电压对电池组充电之前，还包括：
若所述初始电压范围为恒流电压范围时，则再次检测识别电池组的种类、串数。
9.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，所述根据电池组的初始电压范围，按照预设的电流或电压对电池组充电之前，还包括：
若所述初始电压范围为恒压电压范围时，则再次检测识别电池组的串数。
10.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，所述若是，检测电池组在该初始电压范围内是否充电超时之前，还包括：
若所述初始电压范围为恒压电压范围时，则检测充电电流是否达到截止电流；
若是，则判断充电饱和，终止充电。
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Denomination of invention: A charging method for an intelligent charger that recognizes the type and number of lithium batteries Granted publication date: 20211119 Pledgee: Dongguan branch of Bank of Dongguan Co.,Ltd. Pledgor: DONGGUAN MLF TECH Co.,Ltd. Registration number: Y2024980007389 |