CN203326630U - 二次电池的主动式平衡充放电控制装置 - Google Patents

Abstract

一种二次电池的主动式平衡充放电控制装置，包含多个电池组、多个充电及过充保护器、一放电侦测回路、一微控制器及一断路装置，其中，各该电池组分别是由多个电池芯并联构成，且各该电池组串联后对外放电，各该充电及过充保护器分别与各该电池组逐一对应并电性连接，各该电池组分别通过各该充电及过充保护器与一外部电源电性连接，各该充电及过充保护器分别用于侦测各该电池组的电压位准，并据以控制各该电池组与该外部电源之间的电流通断，每一充电及过充保护器仅用于侦测一电池组及控制该电池组与该外部电源之间的电流通断，每一电池组仅受一充电及过充保护器侦测电压位准及控制该电池组与该外部电源之间的电流通断，可达成二次电池最佳状况。

Description

二次电池的主动式平衡充放电控制装置

技术领域

本实用新型与可重复充放电的二次电池有关，进一步而言，尤指一种二次电池的主动式平衡充放电控制装置，用于控制二次电池的充放电，本实用新型尤其适用于电动机车、电动汽车、启动电池、大型UPS等设备的二次电池。 

背景技术

二次电池是一种可重复充电、放电的电池，二次电池广泛应用作为各式用电设备的直流电源装置。 

二次电池主要包含一储电单元、一过充保护电路、一平衡电路及一外壳，其中，该储电单元是由多个电池芯组并联构成，各该电池芯组分别由多个电池芯串联构成，该储电单元与该过充保护电路及该平衡电路电性连接，该过充保护电路用于防止各该电池芯过度充电而发生损坏，该平衡电路用于在电池充电时，使各该电池芯的储电量一致，该外壳具有二导电端子，该储电单元与各该导电端子电性连接，据使外部电源通过该导电端子对该储电单元充电，该储电单元并通过各该导电端子对用电设备供应电能。 

外部电源(例如：发电机或市电)对二次电池充电的过程中，构成该储电单元的各该电池芯彼此的电压并不相同，当某一电池芯(以第一电池芯表述)的电压到达预设的高电压位准时，该过充保护电路启动过充保护机制，停止对该储电单元充电，此时，若另一电池芯(以第二电池芯表述)的电压尚未到达高电压位准，则该平衡电路启动消耗该第一电池芯的电力，待该第一电池芯的电压下降至预设的充电电压位准时，启动对该储电单元充电，如此反复运作，直至构成该储电单元的全部电池芯均达到高电压位准，完成二次电池的充电。 

现有二次电池在充电的过程中，该过充保护电路及该平衡电路反复运作，使各该电池芯的储电量一致达到预设储电量，充电所需时间长，且由于该平衡电路对较早到达高电压位准的电池芯执行电能消耗，外部电源对二池电池所提供的电能的利用率有待改善；再者，现有二次电池在对外放电的过程中，会产 生不同的电池芯具有不同电压位准的现象，该电池芯的容许储电量越大，各电池芯彼此的电压位准差异越大，现有电池通过该平衡电路使全部的电池芯充电达到高电压位准的技术，不易使各该电池芯的电压位准达到一致的状态，经常需要较长的时间，并影响电池芯的寿命。 

发明内容

为解决现有二次电池前述在充电方面的问题，本实用新型主要目的在于提供一种二次电池的充放电控制装置，用于控制二次电池的充放电。 

为满足预期目的，本实用新型是一种二次电池的主动式平衡充放电控制装置，包含多个电池组、多个充电及过充保护器、一放电侦测回路、一微控制器及一断路装置，其中，各该电池组分别是由多个电池芯并联构成，且各该电池组串联，各该充电及过充保护器分别与各该电池组逐一对应并电性连接，各该电池组分别通过各该充电及过充保护器与一外部电源电性连接，各该充电及过充保护器分别用于侦测各该电池组的电压位准，并据以控制各该电池组与该外部电源之间的电流通断，且每一充电及过充保护器仅用于侦测一电池组及控制该电池组与该外部电源之间的电流通断，每一电池组仅受一充电及过充保护器侦测电压位准及控制该电池组与该外部电源之间的电流通断。 

各该电池组分别与该放电侦测回路电性连接，该放电回路用于侦测各该电池组的放电电压，该微控制器及该断路装置设于该放电侦测回路，该微控制器依据该放电侦测回路侦测所得控制该断路装置动作，据此于各该电池组放电电压过低时，停止各该电池组对外供电。 

如前所述的二次电池的主动式平衡充放电控制装置，进一步包含一切换模式装置及一无线传输装置，其中，该切换模式装置与该微控制器电性连接，用于切换该微控制器的预设充放电参数，该无线传输装置与该微控制器电性连接，用于对外传送电池资讯。 

通过多个充电及过充保护器个别控制单一的电池组的充电，二次电池完成充电所需时间得以缩减，提高电能的利用率，并且利用每次充电修复、平衡每一电池组电压、容量藉以达成二次电池最佳状况。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。 

1-电池组；12-电池芯；2-充电及过充保护器；3-放电侦测回路；4-微控制器；5-断路装置；6-切换模式装置；7-无线传输装置。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型二次电池的主动式平衡充放电控制装置的实施例，包含多个电池组1、多个充电及过充保护器2、一放电侦测回路3、一微控制器4、一断路装置5、一切换模式装置6及一无线传输装置7，其中，各该电池组1分别是由多个电池芯12并联构成，且各该电池组1串联后对外供电，据使多个电池芯12以多串多并形式电性相接，各该电池组1分别与各该充电及过充保护器2电性连接，各该充电及过充保护器2分别与各该电池组1逐一对应并电性连接，各该电池组1分别通过各该充电及过充保护器2与一外部电源例如：发电机或市电电源电性连接，据使该外部电源通过各该充电及过充保护器2对各该电池组1充电，各该充电及过充保护器2分别用于侦测各该电池组1的电压位准，并据以控制各该电池组1与该外部电源之间的电流通断，且每一个充电及过充保护器2仅用于侦测一电池组1及控制该电池组1与该外部电源之间的电流通断，每一个该电池组1仅受一个该充电及过充保护器2侦测电压位准及控制该电池组1与该外部电源之间的电流通断；各该充电及过充保护器2具有整流电路，据此将该外部电源提供的交流电转换为直流电对各该电池组1供应，由于将交流电转换为直流电的整流电路是熟习电子电路技术人士所熟习，恕不详述所述整流电路的具体构成。 

各该电池组1分别与该放电侦测回路3电性连接，用于侦测各该电池组1的放电电压，该微控制器4Microcontroller Unit，缩略语为MCU及该断路装置5设于该放电侦测回路3，该微控制器4依据该放电侦测回路3侦测所得控制该断路装置5动作，据此于各该电池组1中的某一电池组放电电压过低时，停止各该电池组1对外供电，由此保护各该电池芯12。 

该切换模式装置6与该微控制器4电性连接，该微控制器4内建各种不同型式电池芯例如：锂电池芯、锂铁电池芯、锂三元电池芯、锂聚合物电池芯等的充放电参数，该切换模式装置6用于切换该微控制器6的充放电参数例如：电压，据此，该切换模式装置6可依据该电池芯12的型式及构成该电池组1的电池芯12串并数量等不同的电池芯配置模式，变换该微控制器4判读是否控制该断路装置5动作的预设充放电参数；该无线传输装置7与该微控制器4电性 连接，用于对外传送电池资讯，使用者可据此了解二次电池的充放电是否异常，提高二次电池的使用方便性。 

外部电源对二次电池充电时，该外部电源通过各该充电及过充保护器2分别对各该电池组1的该电池芯12供应电能，且各该各该充电及过充保护器2分别侦测各该电池组1的电压位准，在充电的过程中，各该电池组1彼此的电压并不相同，当一电池组1的电压到达预设的高电压位准时，该电池组1连接的充电及过充保护器2启动过充保护机制，使电压到达预设高电压位准的该电池组1与该外部电源之间形成断路状态停止充电，电压尚未到达预设高电压位准的其他电池组1则与该外部电源保持通路状态继续充电，据此，各该电池组1分别充电，并分别于储电电压到达预设的高电压位准时停止充电，直至全部的电池组1均到达预设的高电压位准，完成二次电池的充电。 

二次电池对外供应电能时，该放电侦测回路3侦测各电池组1的放电电压，当任一电池组1的放电电压低于预设的电压位准时，通知该微控制器4控制该断路装置5动作断开，停止对外供电，由此保护各该电池芯12。 

本实用新型通过多个充电及过充保护器2个别控制单一的电池组1的充电，当某一电池组1的电压到达预设的高电压位准时，只停止对该电池组1充电，其他电压低于预设高电压位准的电池组1则继续充电，二次电池完成充电所需时间得以缩减，且由于本实用新型不需要如现有二次电池一般通过平衡电路消耗较早完成充电的电池芯的储电，有效提高电能的利用率，并且利用每次充电修复、平衡每一电池组电压、容量藉以达成二次电池最佳状况。 

再者，本实用新型通过该放电侦测回路3与各该电池组1电性连接，当二次电池对外放电的过程中，某一电池组1的放电电压低于预设的电压位准时，通过该微控制器4控制该断路装置5动作，停止全部的电池组1对外供电，使得各该电池组1彼此间的电压位准差异不致扩大，配合前述各该充电及过充保护器2分别控制单一电池组1的充电，使得各该电池组1快速达到电压位准一致的状态，延长各该电池芯12的使用寿命。 

前述实施例的该放电侦测电回路3可进一步与各该电池组1的充电回路为相同回路，据此构成另一实施例。 

Claims (2)

1.一种二次电池的主动式平衡充放电控制装置，其特征在于，包含多个电池组、多个充电及过充保护器、一放电侦测回路、一微控制器及一断路装置，其中，各该电池组分别是由多个电池芯并联构成，且各该电池组串联，各该充电及过充保护器分别与各该电池组逐一对应并电性连接，各该电池组分别通过各该充电及过充保护器与一外部电源电性连接，各该充电及过充保护器分别用于侦测各该电池组的电压位准，并据以控制各该电池组与该外部电源之间的电流通断，且每一充电及过充保护器仅用于侦测一电池组及控制该电池组与该外部电源之间的电流通断，每一电池组仅受一充电及过充保护器侦测电压位准及控制该电池组与该外部电源之间的电流通断；

各该电池组分别与该放电侦测回路电性连接，该放电回路用于侦测各该电池组的放电电压，该微控制器及该断路装置设于该放电侦测回路，该微控制器依据该放电侦测回路侦测所得控制该断路装置动作，据此于各该电池组放电电压过低时，停止各该电池组对外供电。

2.根据权利要求1所述的二次电池的主动式平衡充放电控制装置，其特征在于，进一步包含一切换模式装置及一无线传输装置，其中，该切换模式装置与该微控制器电性连接，用于切换该微控制器的预设充放电参数，该无线传输装置与该微控制器电性连接，用于对外传送电池资讯。

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