CN207705834U - 一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统 - Google Patents
一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统，其特征在于：包括单片机逻辑控制器、电源适配器、恒流充电模块和均衡电流器，所述电源适配器与恒流充电模块以及单片机逻辑控制器电连接；利用其对磷酸铁锂电池组充电，电池组中只要一节达到3.7V后充电即改为大电流均衡充电，在一节充满后其他几节电池会在较短的时间内陆续充满电能，很好地解决了磷酸铁锂电池组两大物理性弱点问题，使得磷酸铁锂电池组能效比最大化，充分发挥电池优点并到普及使用。整个充电过程无需人工干预，实现智能化充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池组充电器，具体地说，涉及一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统。
背景技术
便携式电力设备仪器、电动车辆需要大容量储能电池，目前绝大部分使用铅酸蓄电池组，铅酸蓄电池虽然价格相对便宜，但能效重量比低、体积大，循环充放电次数少，自放电率高，稍长时间不充电时电极板容易硫化，容量衰减较大，且充电过程中会有少量氢气和硫酸溢出，过充电时溢出量较大，安全性能也不高。
磷酸铁锂电池单节电压高（储存电量集中区电压为3.2V），循环充放电次数高，自放电率低，不怕过放电，重量轻、体积小，储能容量大，能效重量比高，且安全性能高，即使两极短路也不会发生爆炸，价格相对适中，是便携式电力设备仪器、电动车辆理想的大容量储能电池。
但磷酸铁锂电池有两大物理性弱点：1. 单电电池怕过充电，充电电池超过3.7V就会对电池造成永久性损坏；2. 相同容量、相同生产工艺生产的电池组电气参数离散性大，难以配对，电池组整体对外表现的储存电量不大，限制了它广泛使用。市面上有不少成熟的磷酸铁锂电池组充电设备，并设有均衡充电回路，它的原理是：先是较大电流对电池组充电，电池组中只要一节达到3.7V后充电即改为均衡充电，均衡充电回路电流很小，一般只有几十毫安，对电池组特别是动力电池组根本不起作用，整个电池组中只有一节充满，其他电池长期充电（严重）不足，导致电池组对外表现储存容量衰减太快而造成磷酸铁锂电池性价比较低的错误认识。
实用新型内容
本实用新型的目的是，针对现有充电设备所存在的不足，提供一种大电流智能均衡充电管理系统。
本实用新型采用的技术方案是：
一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统，包括单片机逻辑控制器、电源适配器、恒流充电模块和均衡电流器，所述电源适配器与恒流充电模块以及单片机逻辑控制器电连接；
所述恒流充电模块内设置两个恒流值，一个为正常充电值，另一个为均衡充电值，该两个恒流值间通过单片机逻辑控制器进行切换，所述恒流充电模块与单片机逻辑控制器相连通；
所述均衡电流器与恒流充电模块电连接，所述均衡电流器内设置有大电流均衡电路，所述大电流均衡电路由若干个大功率均衡电阻串联而成，每个大功率均衡电阻上均连接有晶体管切换开关，所述均衡电流器与单片机逻辑控制器相连通；
单片机逻辑控制器内设置有电压检测仪。
进一步的，所述均衡电流器上还设置有冷却风扇，所述冷却风扇由单片机逻辑控制器控制。
进一步的，所述大电流均衡电路中的大功率均衡电阻的个数与待充电的磷酸铁锂电池组中的电池节数相同。
本实用新型的有益效果：对磷酸铁锂电池组充电，电池组中只要一节达到3.7V后充电即改为大电流均衡充电，在一节充满后其他几节电池会在较短的时间内陆续充满电能，很好地解决了磷酸铁锂电池组两大物理性弱点问题，使得磷酸铁锂电池组能效比最大化，充分发挥电池优点并到普及使用。整个充电过程无需人工干预，实现智能化充电。
附图说明
图1为本实用新型的原理图。
图2为大电流均衡电路的电路图。
其中：1、单片机逻辑控制器，2、电源适配器，3、恒流充电模块，4、均衡电流器，5、晶体管切换开关，6、冷却风扇，7、电压检测仪，8、磷酸铁锂电池组。
具体实施方式
以4节电池组成的磷酸铁锂电池组为例。
如图1所示，采用单片机逻辑控制器1、电源适配器2、恒流充电模块3和均衡电流器4，电源适配器2与恒流充电模块3以及单片机逻辑控制器1电连接。
恒流充电模块3内设置两个恒流值，一个为正常充电值，这个数值较大，另一个为均衡充电值，均衡充电值为正常充电值的一半，这两个恒流值可设定。这两个恒流值间通过单片机逻辑控制器（图中未画出）进行切换。
均衡电流器4与恒流充电模块3电连接，均衡电流器4内设置有大电流均衡电路（如图2所示），大电流均衡电路由四个大功率均衡电阻R串联而成，每个大功率均衡电阻R上均连接有晶体管切换开关5，均衡电流器4与单片机逻辑控制器1相连通。
设定压降UR=IR=3.6（V）；功率PR=3.6×3.6/R=12.96/R(W)。
充电时，将磷酸铁锂电池组8接入恒流充电模块3上，并将晶体管切换开关5分别与对应的单节电池接通。接通电压开始充电，此时恒流充电模块3执行的是正常充电值，当电压检测仪7检测到电池组中任一节电池的电压达到3.7V后即通过单片机逻辑控制器控制恒流充电模块3切换为均衡充电值，此时均衡电流器4开始工作，即对未充满的单节电池进行逐一充电，对已充满的单节电池，通过晶体管切换开关5切换至并联的大电流均衡电路上，使并联的电阻两端电压在3.6至3.65V之间，这样就不对已充满的电池不充电或很小电流涓充（这个过程为自动平衡式涓充，无需人为干预），又不影响其他电池用较大的均衡电流值充电；由于大电流均衡充电时大功率均衡电阻发热量相当大（P=U2/R），因此，在均衡电流器4上还设置有由单片机逻辑控制器1控制的冷却风扇6。
当整个电池组各节电池都达到设定电压后，单片机逻辑控制器1再适当延长一段时间，以达到整个电池组各节电池都进行自动平衡式涓充，确保每节电池都充满，电气参数尽可能一致，使电池组整体对外体现容量充足，性能优异。
整个充电过程时间短（1个小时左右），且采用单片机逻辑控制器实现智能化管理，使用维护方便。
Claims (3)
1.一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统，其特征在于：包括单片机逻辑控制器、电源适配器、恒流充电模块和均衡电流器，所述电源适配器与恒流充电模块以及单片机逻辑控制器电连接；所述恒流充电模块内设置两个恒流值，一个为正常充电值，另一个为均衡充电值，该两个恒流值间通过单片机逻辑控制器进行切换，所述恒流充电模块与单片机逻辑控制器相连通；所述均衡电流器与恒流充电模块电连接，所述均衡电流器内设置有大电流均衡电路，所述大电流均衡电路由若干个大功率均衡电阻串联而成，每个大功率均衡电阻上均连接有晶体管切换开关，所述均衡电流器与单片机逻辑控制器相连通；所示单片机逻辑控制器内设置有电压检测仪。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统，其特征在于：所述均衡电流器上还设置有冷却风扇，所述冷却风扇由单片机逻辑控制器控制。
3.根据权利要求1或2所述的一种磷酸铁锂电池组大电流智能均衡充电管理系统，其特征在于：所述大电流均衡电路中的大功率均衡电阻的个数与待充电的磷酸铁锂电池组中的电池节数相同。
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