CN209844570U - 一种锂电池充电控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂电池技术领域，公开了一种锂电池充电控制系统，包括壳体，所述壳体的内部设置若干个单元电池，且壳体的一侧外壁上嵌入有两个充电极耳，两个所述充电极耳分别为正极耳和负极耳，所述壳体内部的两侧内壁上分别焊接有处理器和电容，所述处理器和电容均位于单元电池的上方，两个所述充电极耳的一端均连接有主导线，两个所述主导线上均连接有第一分导线、第二分导线和第三分导线，本实用新型设置了电容、分电压检测器和总电压检测器，在进行充电操作时，利用分电压检测器和总电压检测器分别检测各个单元电池两端的电压以及总电池组两端的电压，从而确保整体电池能安全有效的切换至不同的充电状态中。

Description

一种锂电池充电控制系统

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池充电控制系统。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，锂电池在进行使用时存在单个使用和成组使用两种模式，其中以成组使用为例，即将若干个单元电池串接起来形成电池组，能有效提高整体电池的储能量，但是电池组在使用的过程中仍存在一定的缺陷，例如在充电过程中，由于各个单元电池之间存在一定的特性差异（例如电解质的多少及材料的含量等），使得各个单元电池的储电量也有所不同，因而在充电过程中则存在部分电池以完成充电，而部分电池又未完成充电的现象，此时若继续充电，则会使得以完成充电的单元电池出现过充现象，若停止充电则又会导致未完成充电的单元电池出现充电不足的现象，在长期使用的过程中容易降低电池的容量，并且对电池的使用寿命也存在较大影响，另外现有的锂电池组在充电的过程中，并未设置相应的指示装置，无法有效了解电池处于何种充电状态下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电池充电控制系统，以解决现有的锂电池在进行充电时存在充电不均衡的现象，容易造成电池过充或充电不足的问题，以及无法有效了解电池处于何种充电状态的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种锂电池充电控制系统，包括壳体，所述壳体的内部设置若干个单元电池，且壳体的一侧外壁上嵌入有两个充电极耳，两个所述充电极耳分别为正极耳和负极耳，所述壳体内部的两侧内壁上分别焊接有处理器和电容，所述处理器和电容均位于单元电池的上方，两个所述充电极耳的一端均连接有主导线，两个所述主导线上均连接有第一分导线、第二分导线和第三分导线，且其中一个主导线上设置有总充电开关，两个所述第一分导线上均连接有若干个单元电池导线，两组所述单元电池导线分别与单元电池的正负极连接，且两组单元电池导线之间连接有分电压检测器，其中一组所述单元电池导线上设置有单元电池开关，两个所述第二分导线分别与电容的正负极连接，且其中一个第二分导线上设置有电容开关，两个所述第三分导线分别与处理器的正负极连接，所述单元电池与单元电池开关电性连接，所述电容与电容开关电性连接，所述单元电池开关、总充电开关、分电压检测器和电容开关均与处理器电性连接。

优选的，所述壳体的一侧外壁上位于充电极耳一侧的位置处嵌入有指示装置，所述指示装置由三个不同颜色的发光二极管组成。

优选的，两个所述充电极耳之间连接有总电压检测器，所述总电压检测器与处理器电性连接。

优选的，所述主导线的活动端套设有接线套，所述第一分导线、第二分导线和第三分导线的一端均绕设于接线套的外壁上。

优选的，所述壳体的内部焊接有分隔板，所述分隔板为绝缘板，且分隔板位于单元电池与处理器之间。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型设置了电容、分电压检测器和总电压检测器，在进行整体电池的充电操作时，利用分电压检测器和总电压检测器分别检测各个单元电池两端的电压以及总电池组两端的电压，从而确保整体电池能安全有效的切换至不同的充电状态中；

例如，在初始充电时，分电压检测器所测的电压值均低于单元电池的额定电压，此时有外部电源直接充电，当其中部分单元电池充满后，则断开该单元电池的连接，并使得电容导通形成充电，一方面避免相应的电池出现过充现象，另一方面有效保证整体电路的稳定，同时为后续补偿充电提供一定储能；

当总电压检测器所测的总电压值达到额定总压值时进入补偿充电状态，此时电容放电，为剩余未充满的单元电池进行补偿充电，从而避免部分电池出现充电不足的现象，以此有效提高整体电池组的充电安全性以及使用寿命。

(2)本实用新型设置了主导线、第二分导线、第三分导线和指示装置，指示装置有三个不同颜色的发光二极管组成，且三个发光二极管分别与主导线、第二分导线和第三分导线连接，从而使电池在不同的充电状态下与不同颜色的发光二极管形成导通，以便于起到一定的提示作用，使得使用者能有效的识别电池的充电状态。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型主导线的结构示意图；

图5为本实用新型的电路框图；

图中：1-单元电池、2-壳体、3-分隔板、4-主导线、5-充电极耳、6-第一分导线、7-指示装置、8-处理器、9-单元电池开关、10-电容、11-总电压检测器、12-总充电开关、13-分电压检测器、14-第二分导线、15-电容开关、16-第三分导线、17-接线套、18-单元电池导线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图5所示，本实用新型提供如下技术方案：一种锂电池充电控制系统，包括壳体2，壳体2的内部设置若干个单元电池1，且壳体2的一侧外壁上嵌入有两个充电极耳5，两个充电极耳5分别为正极耳和负极耳，壳体2内部的两侧内壁上分别焊接有处理器8和电容10，处理器8采用ARM微处理器，处理器8和电容10均位于单元电池1的上方，两个充电极耳5的一端均连接有主导线4，两个主导线4上均连接有第一分导线6、第二分导线14和第三分导线16，且其中一个主导线4上设置有总充电开关12，在整体电路结构中，总充电开关12处于常闭状态，以保证整体电池在接入电路时，能顺利实现充电操作以及处理器8的及时导通导通，两个第一分导线6上均连接有若干个单元电池导线18，两组单元电池导线18分别与单元电池1的正负极连接，且两组单元电池导线18之间连接有分电压检测器13，其中一组单元电池导线18上设置有单元电池开关9，两个第二分导线14分别与电容10的正负极连接，且其中一个第二分导线14上设置有电容开关15，电容开关15处于常闭状态，以保证整体锂电池在接通外部电源时，能首先进行单元电池1的充电操作，两个第三分导线16分别与处理器8的正负极连接，单元电池1与单元电池开关9电性连接，电容10与电容开关15电性连接，单元电池开关9、总充电开关12、分电压检测器13和电容开关15均与处理器8电性连接，各个开关均可采用继电器替代，仅需保证处理器在进行对应驱动时能有效实现对应开关的启闭即可。

为了便于实现电池充电时的指示作用，本实施例中，优选的，壳体2的一侧外壁上位于充电极耳5一侧的位置处嵌入有指示装置7，指示装置7由三个不同颜色的发光二极管组成，三个不同颜色分别为红、黄、绿，且三个发光二极管分别与主导线4、第二分导线14和第三分导线16连接，其中主导线4对应红色发光二极管，第二分导线14（电容10）对应黄色发光二极管，第三分导线16（处理器8）则对应绿色发光二极管。

为了便于检测电池的总电压，本实施例中，优选的，两个充电极耳5之间连接有总电压检测器11，总电压检测器11与处理器8电性连接。

为了便于实现各个导线之间的固定连接，本实施例中，优选的，主导线4的活动端套设有接线套17，第一分导线6、第二分导线14和第三分导线16的一端均绕设于接线套17的外壁上。

为了形成检测、控制元件与单元电池1之间的绝缘隔离，本实施例中，优选的，壳体2的内部焊接有分隔板3，分隔板3为绝缘板，且分隔板3位于单元电池1与处理器8之间。

本实用新型的工作原理及使用流程：在对多个锂电池或者电池组进行充电时，将壳体2一侧的两个充电极耳5分别与外部电源的正负导线连接，以保证充电操作的有效进行，同时由于外部电源的导通使得处理器8和两个电压检测器也通电处于工作状态，此时由分电压检测器13检测各个单元电池1两端的电压，又总电压检测器11检测整体电池组两端的电压，并且又处理器8接收所检测的电压值；

随着充电的持续进行，每个单元电池1的电压以及整体电池组的电压均会产生提升，若其中部分分电压检测器13所检测的电压值以达到该单元电池1的额定电压值时，在断开该单元电池1所对应的单元电池开关9，使得对应的单元电池1处于非充电状态，同时闭合电容10所对应的电容开关15，，使得电容10处于充电状态；

当该电池组内大多数分电压均达到额定电压值（设定数量为单元电池1总数的80%），或者总电压检测器11检测所得总电压达到总额定值时，断开总充电开关12，此时电容10作为供电电源，为剩余未充满的单元电池1进行补充充电，从而保证每个单元电池1均能完成充电操作，在完成整体充电后，首先闭合总充电开关12然后断开电容开关15，整体过程中处理器8均处于通电状态，同时各个单元电池1的单元电池开关9均处于断开状态，因而停止对整体电池进行充电，；

在上述充电的过程中，根据充电状态的不同，指示装置7也形成不同的指示效果，例如整个电池处于外接电源充电时，总充电开关12闭合，此时红色发光二极管被点亮，而电池处于均衡电量时，由电容10配电，此时总充电开关12断开，电容开关15闭合，使得黄色发光二极管被点亮，而电池充电完整后，整体电池的电压值到达额定状态，由处理器8驱动，使得绿色发光二极管被点亮，同时总充电开关12又再次形成闭合，因而红色和绿色两种发光二极管处于同亮状态，以形成有效的指示作用，便于使用者观察该电池的充电状态。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种锂电池充电控制系统，包括壳体（2），所述壳体（2）的内部设置若干个单元电池（1），且壳体（2）的一侧外壁上嵌入有两个充电极耳（5），两个所述充电极耳（5）分别为正极耳和负极耳，其特征在于：所述壳体（2）内部的两侧内壁上分别焊接有处理器（8）和电容（10），所述处理器（8）和电容（10）均位于单元电池（1）的上方，两个所述充电极耳（5）的一端均连接有主导线（4），两个所述主导线（4）上均连接有第一分导线（6）、第二分导线（14）和第三分导线（16），且其中一个主导线（4）上设置有总充电开关（12），两个所述第一分导线（6）上均连接有若干个单元电池导线（18），两组所述单元电池导线（18）分别与单元电池（1）的正负极连接，且两组单元电池导线（18）之间连接有分电压检测器（13），其中一组所述单元电池导线（18）上设置有单元电池开关（9），两个所述第二分导线（14）分别与电容（10）的正负极连接，且其中一个第二分导线（14）上设置有电容开关（15），两个所述第三分导线（16）分别与处理器（8）的正负极连接，所述单元电池（1）与单元电池开关（9）电性连接，所述电容（10）与电容开关（15）电性连接，所述单元电池开关（9）、总充电开关（12）、分电压检测器（13）和电容开关（15）均与处理器（8）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池充电控制系统，其特征在于：所述壳体（2）的一侧外壁上位于充电极耳（5）一侧的位置处嵌入有指示装置（7），所述指示装置（7）由三个不同颜色的发光二极管组成。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池充电控制系统，其特征在于：两个所述充电极耳（5）之间连接有总电压检测器（11），所述总电压检测器（11）与处理器（8）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池充电控制系统，其特征在于：所述主导线（4）的活动端套设有接线套（17），所述第一分导线（6）、第二分导线（14）和第三分导线（16）的一端均绕设于接线套（17）的外壁上。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池充电控制系统，其特征在于：所述壳体（2）的内部焊接有分隔板（3），所述分隔板（3）为绝缘板，且分隔板（3）位于单元电池（1）与处理器（8）之间。