CN206004359U - 一种锂电池组串联长线充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池组串联长线充电装置，它包括供电模块，供电模块与控制电源模块的电源输入端和交流固态继电器常开触点电压输入端导线连接，交流固态继电器的常开触点电压输出端与程控电源控制端导线连接，程控电源电压输出端与单体电池充电输入端导线连接，单体电池正负端与第一、第二控制器模拟量输入端导线连接，第一、第二控制器输出端与交流固态继电器控制端导线连接；现有技术采用限流恒压源对长电缆对锂离子电池组充电时，如果锂离子电池单体电压离散较大，那么电压较高的单体电池就会被过充电，导致被过充电的锂离子电池发生燃烧或爆炸等技术问题。

Description

一种锂电池组串联长线充电装置

技术领域

本实用新型属于锂电池串联充电技术，尤其涉及一种锂电池组串联长线充电装置。

背景技术

锂离子电池是指以两种不同的能够可逆嵌入和脱出锂离子的化合物分别作为电池的正极和负极的二次电池体系。锂离子电池具有比能量高、平均放电电压高、自放电率低、循环寿命长等优点，因此国内外广泛应用于笔记本电脑、移动电话等消费数码产品中，并在军事电子装置包括接收机、地雷探测器、热武器装置，以及航空、航天、军事装备等领域。

现有的锂电池串联充电技术多采用限流恒压源，通过长电缆对锂离子电池组充电时，如果锂离子电池单体电压离散较大，那么电压较高的单体就会被过充电。被过充电的锂离子电池就容易发生燃烧或爆炸。因此，现有的锂电池串联充电技术已不能满足对锂电池组长距离充电功能的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：提供一种锂电池组串联长线充电装置，以解决现有技术采用限流恒压源对长电缆对锂离子电池组充电时，如果锂离子电池单体电压离散较大，那么电压较高的单体电池就会被过充电，导致被过充电的锂离子电池发生燃烧或爆炸等技术问题。

本实用新型技术方案：

一种锂电池组串联长线充电装置，它包括供电模块，供电模块与控制电源模块的电源输入端和交流固态继电器常开触点电压输入端导线连接，交流固态继电器的常开触点电压输出端与程控电源控制端导线连接，程控电源电压输出端与单体电池充电输入端导线连接，单体电池正负端与第一、第二控制器模拟量输入端导线连接，第一、第二控制器输出端与交流固态继电器控制端导线连接。

所述供电模块包括交流电源，交流电源与热敏电阻连接，热敏电阻与电源保险丝连接，电源保险丝与电源开关连接，电源开关与滤波器连接。

程控电源通过RS422通信电缆与第一、第二控制器连接。

第一控制器与液晶显示屏导线连接。

第一、第二控制器以微控制器C8051F060-GQ为核心组成。

所述第一、第二控制器输出端与交流固态继电器控制端导线连接，其连接结构为：第一第二控制器的输出端串联后与交流固态继电器控制端连接。

本实用新型有益效果：

本实用新型采用微控制器C8051F060-GQ为核心，通过二个微控制器C8051F060-GQ对单体电池充电进行控制，采用二个微控制器进行分工协作，形成双重保护，当一个控制器损坏时，另一个控制器即可停止充电，对电池进行保护，本实用新型采用程控电源对单体电池进行一对一充电，通过控制器实时监测单体电池的空载电压，当空载电压到达额定电压时，停止充电，防止单体电池被过充，解决了现有技术采用限流恒压源对长电缆对锂离子电池组充电时，如果锂离子电池单体电压离散较大，那么电压较高的单体电池就会被过充电，导致被过充电的锂离子电池发生燃烧或爆炸等技术问题。

附图说明：

图1为本实用新型原理示意图；

图2为本实用新型实施例1对8个单体电池进行充电接线示意图；

图3为本实用新型实施例2对4个单体电池进行充电接线示意图。

具体实施方式：

一种锂电池组串联长线充电装置（如图1），它包括供电模块，供电模块与控制电源模块的电源输入端和交流固态继电器常开触点电压输入端导线连接，交流固态继电器的常开触点电压输出端与程控电源控制端导线连接，程控电源电压输出端与单体电池充电输入端导线连接，单体电池正负端与第一、第二控制器模拟量输入端导线连接，第一、第二控制器输出端与交流固态继电器控制端导线连接。

所述供电模块包括交流电源，交流电源与热敏电阻连接，热敏电阻与电源保险丝连接，电源保险丝与电源开关连接，电源开关与滤波器连接。

热敏电阻主要起到抗浪涌的作用，提高装置的可靠性和耐用性。

滤波器起到过滤干扰的作用。

程控电源通过RS422通信电缆与第一、第二控制器连接，控制器通过RS422对程控电源进行控制。

第一控制器与液晶显示屏导线连接，对信号进行实时监控。

第一、第二控制器分别以微控制器C8051F060-GQ为核心，增加必要的外围电路组成。

所述第一、第二控制器输出端与交流固态继电器控制端导线连接，其连接结构为：第一第二控制器的输出端串联后与交流固态继电器控制端连接。

当任意控制器损坏时，交流固态继电器的控制端没有信号输入，交流固态继电器的常开触点断开，禁止给单体电池充电，以起到保护单体电池的作用。

它的控制方法，包括：

步骤1、电源开关打开，第一、第二控制器初始化并自检；

步骤2、第一第二控制器自检完成后输出控制信号导通交流固态继电器，并通过第一控制器发送开机指令给程控电源，并对程控电源的返回指令进行处理确定程控电源的开机状态；

步骤3、第一控制器检测单体电池空载电压值，当空载电压值大于单体电池额定电压则禁止充电，当空载电压值小于单体电池额定电压则允许充电；

步骤4、允许充电时，第一控制器控制程控电源输出额定电压对单体电池充电，并启动充电定时器；

步骤5、第一控制器与第二控制器进行关联，并发允许测压信号给第二控制器检测单体电池空载电压，当单体电池空载电压大于单体电池额定电压则关断交流固态继电器，当单体电池空载电压小于单体电池额定电压则允许继续充电。

步骤5中第二控制器检测单体电池空载电压完毕后，向第一控制器发送一个完毕信号，第一控制器收到完毕信号，则继续对单体电池进行充电。

步骤5中完毕信号超时，则发出失联报警信号。

为了便于本领域技术人员进一步理解本实用新型，特通过实施例1和2对本实用新型进行技术方案进行详细说明：

实施例1：如图2，对8组单体电池进行充电：

本实施例图中：充电控制板为第一控制器，二级保护板为第二控制器，各单体电压信号线组为接线端子排。

电源开关设置为“开”后，充电控制板和二级保护板开始工作，均由控制电源输出+12V供电。

交流固态继电器为常开型，导通控制信号的负端由控制电源的输出12V地提供，导通控制信号的正端由控制电源的输出+12V经充电控制板和二级保护板上的光耦受光端串联控制，可独立控制固态继电器的关断，但交流固态继电器的导通需要充电控制板和二级保护板共同控制。

二级保护板在完成初始化后，首先完成微控制器C8051F060-GQ系统初始化（时钟、IO口、AD等），其次进行基准电压测量和判断，如正常则导通交流固态继电器，然后循环等待充电控制板发送的允许采集单体电压信号；如异常则有充电控制板控制液晶显示屏显示各程控电源开机故障信息。

充电控制板在完成初始化后，首先完成微控制器C8051F060-GQ系统初始化（时钟、IO口、AD、UART0、T0等）和液晶显示屏初始化，其次进行基准电压测量和判断，自检正常表示控制板上（+12V、3.3V等工作电源正常，测量回路正常）。

充电控制板自检正常后，导通交流固态继电器，1#～8#程控电源的交流输入为220V；由充电控制板发开机指令给8个程控电源，并对各程控电源的返回指令进行处理，判断是否呈开机状态，如异常则控制液晶显示屏显示开机故障信息。

由充电控制板依次控制1#～8#程控电源输出电压为2V，当充电装置连接电池组时不影响充电功能；当充电装置连接检定电缆时，便于产品各参数检定。

由充电控制板完成电池组各单体空载电压的测量，如存在单体电压过充则进入过充程序模块，以保护锂电池充电安全；如各单体空载电压正常，则根据最高单体电压进行充电时间和禁止充电时间设定，以提高充电效率。

充电控制板控制1#～8#程控电源输出额定电压对电池组进行充电，并启动定时器；当充电时间到后（视单体空载电压最高值而定），控制1#～8#程控电源输出2V，停止充电。由充电控制板发送允许采集单体电压信号给二级保护板，充电控制板进行各单体空载电压值测量，并判断是否存在单体电压过充，如过充则关断交流固态继电器。

二级保护板在收到允许采集单体电压信号后，进行各单体空载电压值测量，并判断是否存在单体电压过充，如过充则关断交流固态继电器，测量完毕后反馈给充电控制板一个采集单体空载电压完毕信号。

充电控制板循环等待二级保护板反馈的采集单体空载电压完毕信号，若超时则进入失联故障信息模块。若正常收到二级保护板反馈的采集单体空载电压完毕信号，则继续对电池组进行充电。

本实用新型设有双重过充保护等功能模块，以保证锂电池组的长线安全充电。

实施例2：如图3所示，某弹上锂电池充电装置，兼容1.5m和9m长电缆的4单体串联充电。

本实施中所述的充电控制板为第一控制器，二级保护板为第二控制器，各单体电压信号线组为接线端子排。具体工作过程同实施例1。

Claims (6)

1.一种锂电池组串联长线充电装置，它包括供电模块，其特征在于：供电模块与控制电源模块的电源输入端和交流固态继电器常开触点电压输入端导线连接，交流固态继电器的常开触点电压输出端与程控电源控制端导线连接，程控电源电压输出端与单体电池充电输入端导线连接，单体电池正负端与第一、第二控制器模拟量输入端导线连接，第一、第二控制器输出端与交流固态继电器控制端导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池组串联长线充电装置，其特征在于：所述供电模块包括交流电源，交流电源与热敏电阻连接，热敏电阻与电源保险丝连接，电源保险丝与电源开关连接，电源开关与滤波器连接。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池组串联长线充电装置，其特征在于：程控电源通过RS422通信电缆与第一、第二控制器连接。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池组串联长线充电装置，其特征在于：第一控制器与液晶显示屏导线连接。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池组串联长线充电装置，其特征在于：第一、第二控制器以微控制器C8051F060-GQ为核心组成。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池组串联长线充电装置，其特征在于：所述第一、第二控制器输出端与交流固态继电器控制端导线连接，其连接结构为：第一第二控制器的输出端串联后与交流固态继电器控制端连接。