CN212137356U - 一种具有电池容量测试功能的充电机系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有电池容量测试功能的充电机系统，属于充电机电源技术领域，包括微处理器模块、全桥模块、输出整流模块、AC输入/输出模块、功率电阻模块与多个放电连接模块，所述全桥模块、所述输出整流模块均与所述微处理器模块连接，所述全桥模块与所述输出整流模块连接，被测电池与所述输出整流模块连接，所述全桥模块与所述AC输入/输出模块连接。本实用新型对电池进行充电匹配时不需要过多的人为干预；其中的电路器件功能模块能够复用，与具备同等功能的产品组合相比成本低，更利于产品模块化生产；通过对电池容量的计算，便于充电机根据容量与对应的电池特性计算出更为合理的充电曲线，有效的保护和发挥电池的最佳效能与寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及充电机电源技术领域，具体涉及一种具有电池容量测试功能的充电机系统。
背景技术
充电机是一种常用的充电器具，充电机是以微处理器(MCU芯片)作为处理控制中心，是将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中，以软件程序的方式来控制UPS的运行。因此，体积大大缩小，重量大大降低，制造成本低，售价相对低。高频机逆变频率一般在20KHZ以上。但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差，较适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境。
现有的充电机多数只有充电功能，少数还具备一些其他的辅助功能，但是在使用过程中，利用现有充电机对不同容量的电池进行充电时，对不同容量电池的充电曲线需要人为地去匹配，相同电压下的不同容量的电池需要很多种不同电流型号的充电机才能完成充电工作，导致充电机与电池之间的匹配性较差，降低了充电机的适用范围。因此，提出一种具有电池容量测试功能的充电机系统。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决现有充电机在使用时存在的与电池之间的匹配性较差、对不同容量电池的充电曲线需要人为匹配等问题，提供了一种具有电池容量测试功能的充电机系统。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本实用新型包括MCU、全桥模块、输出整流模块、AC输入/输出模块、功率电阻模块与多个放电连接模块，所述全桥模块、所述输出整流模块均与所述MCU连接，所述全桥模块与所述输出整流模块连接，被测电池与所述输出整流模块连接，所述全桥模块与所述AC输入/输出模块连接，多个所述放电连接模块均与所述MCU连接由所述MCU控制通断；
所述功率电阻模块通过所述放电连接模块与被测电池连接，所述全桥模块通过所述放电连接模块与被测电池、所述功率电阻模块、所述AC输入/输出模块分别连接。
更进一步的，所述放电连接模块的数量为四个，分别为第一放电连接模块、第二放电连接模块、第三放电连接模块与第四放电连接模块，所述功率电阻模块通过所述第一放电连接模块与被测电池连接，所述全桥模块分别通过所述第二放电连接模块、所述第三放电连接模块、所述第四放电连接模块与被测电池、所述AC输入/输出模块、所述功率电阻模块对应连接。
更进一步的，所述AC输入/输出模块与所述全桥模块之间设置AC输入回路与AC输出回路，所述第三放电连接模块设置在所述AC输出回路上。
更进一步的，四个所述放电连接模块均为MOS管模块，所述MOS管模块包括电压电流采集传感器与多个MOS管并联作为开关功能使用，MOS管选择内阻小损耗少的酷MOS(COOLMOS)。电流传感器用精度高的霍尔传感器测试通过MOS管的总电流，电压采样采用高精度的电阻分压测试电池的电压。
更进一步的，所述功率电阻模块为功率电阻放电回路，功率电阻用300瓦每只的大功率线绕电阻，8只根据电压等级进行串并联使用。
更进一步的，所述充电机系统还包括驱动模块，所述驱动模块设置在所述MCU与所述全桥模块之间，用于驱动所述全桥模块工作。
更进一步的，所述MCU驱动所述第一放电连接模块从而接通所述功率电阻模块对被测电池进行放电测试。
更进一步的，所述MCU驱动所述第二放电连接模块从而驱动所述全桥模块工作，所述MCU同时驱动所述第四放电连接模块从而接通所述功率电阻模块对被测电池进行放电测试。
更进一步的，所述MCU驱动所述第二放电连接模块从而驱动所述全桥模块工作，所述MCU同时驱动第三放电连接模块将逆变能量直接逆变为220V交流通过所述AC输入/输出模块回馈电网。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：该具有电池容量测试功能的充电机系统，具有高度智能化的特点，对电池进行充电匹配时不需要过多的人为干预；其中的电路器件功能模块能够复用，与具备同等功能的产品组合相比成本低，更利于产品模块化生产；通过对电池容量的计算，便于充电机根据容量与对应的电池特性计算出更为合理的充电曲线，可以有效的保护和发挥电池的最佳效能与寿命，值得被推广使用。
附图说明
图1是本实用新型实施例二中充电机的设计原理框图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
本实施例提供一种技术方案：一种具有电池容量测试功能的充电机系统，包括MCU、全桥模块、输出整流模块、AC输入/输出模块、功率电阻模块与多个放电连接模块，所述全桥模块、所述输出整流模块均与所述MCU连接，所述全桥模块与所述输出整流模块连接，被测电池与所述输出整流模块连接，所述全桥模块与所述AC输入/输出模块连接，多个所述放电连接模块均与所述MCU连接由所述MCU控制通断；
所述功率电阻模块通过所述放电连接模块与被测电池连接，所述全桥模块通过所述放电连接模块与被测电池、所述功率电阻模块、所述AC输入/输出模块分别连接。
所述放电连接模块的数量为四个，分别为第一放电连接模块、第二放电连接模块、第三放电连接模块与第四放电连接模块，所述功率电阻模块通过所述第一放电连接模块与被测电池连接，所述全桥模块分别通过所述第二放电连接模块、所述第三放电连接模块、所述第四放电连接模块与被测电池、所述AC输入/输出模块、所述功率电阻模块对应连接。
所述AC输入/输出模块与所述全桥模块之间设置AC输入回路与AC输出回路，所述第三放电连接模块设置在所述AC输出回路上。
四个所述放电连接模块均为MOS管模块，所述MOS管模块包括电压电流采集传感器与多个MOS管并联作为开关功能使用，MOS管选择内阻小损耗少的酷MOS。电流传感器用精度高的霍尔传感器测试通过MOS管的总电流，电压采样采用高精度的电阻分压测试电池的电压。
所述功率电阻模块为功率电阻放电回路，功率电阻用300瓦每只的大功率线绕电阻，8只根据电压等级进行串并联使用。
所述充电机系统还包括驱动模块，所述驱动模块设置在所述MCU与所述全桥模块之间，用于驱动所述全桥模块工作。
所述MCU驱动所述第一放电连接模块从而接通所述功率电阻模块对被测电池进行放电测试。
所述MCU驱动所述第二放电连接模块从而驱动所述全桥模块工作，所述MCU同时驱动所述第四放电连接模块从而接通所述功率电阻模块对被测电池进行放电测试。
所述MCU驱动所述第二放电连接模块从而驱动所述全桥模块工作，所述MCU同时驱动第三放电连接模块将逆变能量直接逆变为220V交流通过所述AC输入/输出模块回馈电网。
实施例二
如图1所示，本实施例提供一种具有电池容量测试功能的充电机，主要包括MCU、全桥模块、输出整流模块、AC输入/输出模块、功率电阻模块与多个放电连接模块(放电连接模块1、2、3、4)，全桥模块通过驱动模块均与MCU连接，通过MCU可控制驱动全桥模块中各功率管的通断状态，从而驱动全桥模块工作。全桥模块与输出整流模块连接实现充电功能，被测电池与输出整流模块连接，然后全桥模块与AC输入/输出模块连接，全桥模块与AC输入/输出模块连接之间设置AC输入回路与AC输出回路，在本实施例中，利用AC输出回路完成测试工作。放电连接模块1、2、3、4均与MCU连接由所述MCU控制通断。
在本实施例中，输出整流模块用于充电功能的实现；
全桥模块：充电时是将整流后市电逆变后经过整流模块整流后向电池充电；电池放电时将电池电能逆变后经过AC输入/输出模块向市电输出交流电能；
AC输入/输出模块：将市电整流为稳定直流提供给全桥模块；反之将全桥模块逆变的电流解调为低频交流向电网提供低频交流电能；
功率电阻模块：功率电阻用300瓦每只的大功率线绕电阻，8只功率电阻根据电压等级进行串并联使用。
充电机内部集成电子负载特性或者功率电阻负载，在该充电机对电池进行充电前，启动容量测试，有下面三种测试模式：
1.电阻放电模式：
MCU驱动放电连接模块1(MOS管模块，内含电流电压采集传感器)接通充电机内部的功率电阻放电回路(功率电阻模块)对被测电池进行放电测试，并计算容量；
2.综合放电模式
MUC启动逆变程序驱动放电连接模块2(MOS管模块，内含电流电压采集传感器)驱动全桥模块内部的功率管工作，此时为电子负载在工作；并驱动放电连接模块4(MOS管模块，内含电流电压采集传感器)接通功率电阻放电回路(功率电阻模块)，此时为功率电阻负载在工作；综合放电模式也是大功率模式；
3.逆变模式
MUC启动逆变程序驱动放电连接模块2驱动全桥模块内部的功率管工作，并驱动放电连接模块3(MOS管模块，内含电流电压采集传感器)实现充电机将逆变能量直接逆变为220伏交流通过AC输出回路回馈电网。
电池通过这三种模式之一，或者组合方式进行电池反向放电测试。MCU通过电池的放电电流电压监测电池释放的能量计算电池容量。通常蓄电池充放电曲线可逆，根据最佳的放电曲线(释放最大能量的曲线，反之其充电能量最佳)。MCU根据计算结果得到电池最佳的充电电流，实现充电机与电池容量的最佳匹配。充电机根据容量与对应的电池特性计算出更为合理的充电曲线。
计算电池容量的具体原理为：容量C＝放电电池(恒流)I×放电时间(小时)T，反过来：放电时间T＝容量C/放电电流(恒流)，比如一个电池用500MA(毫安)的恒定电流放电了2个小时，那么这个电池的容量就等于500MA*2H＝1000MAH＝1AH，再如一个电池用5A(安)的电流放电了2个小时，那么该电池的容量就是10AH。
根据电池不同阶段所能释放的最大电流实现分阶段的恒流。在保持被测电池最高电压状态下，通过调节各放电连接模块中酷MOS的占空比实现不同阶段时放电电流的恒流。
综上所述，上述两组实施例的具有电池容量测试功能的充电机系统，具有高度智能化的特点，对电池进行充电匹配时不需要过多的人为干预；其中的电路器件功能模块能够复用，与具备同等功能的产品组合相比成本低，更利于产品模块化生产；通过对电池容量的计算，便于充电机根据容量与对应的电池特性计算出更为合理的充电曲线，可以有效的保护和发挥电池的最佳效能与寿命，值得被推广使用。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：包括微处理器模块、全桥模块、输出整流模块、AC输入/输出模块、功率电阻模块与多个放电连接模块，所述全桥模块、所述输出整流模块均与所述微处理器模块连接，所述全桥模块与所述输出整流模块连接，被测电池与所述输出整流模块连接，所述全桥模块与所述AC输入/输出模块连接，多个所述放电连接模块均与所述微处理器模块连接由所述微处理器模块控制通断；
所述功率电阻模块通过所述放电连接模块与被测电池连接，所述全桥模块通过所述放电连接模块与被测电池、所述功率电阻模块、所述AC输入/输出模块分别连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：所述放电连接模块的数量为四个，分别为第一放电连接模块、第二放电连接模块、第三放电连接模块与第四放电连接模块，所述功率电阻模块通过所述第一放电连接模块与被测电池连接，所述全桥模块分别通过所述第二放电连接模块、所述第三放电连接模块、所述第四放电连接模块与被测电池、所述AC输入/输出模块、所述功率电阻模块对应连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：所述AC输入/输出模块与所述全桥模块之间设置AC输入回路与AC输出回路，所述第三放电连接模块设置在所述AC输出回路上。
4.根据权利要求1所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：四个所述放电连接模块均为MOS管模块，所述MOS管模块包括电压电流采集传感器与多个MOS管，多个MOS管并联作为开关功能使用；MOS管为酷MOS，电流传感器为霍尔传感器，电压采样采用电阻分压测试电池的电压。
5.根据权利要求1所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：所述功率电阻模块为功率电阻放电回路。
6.根据权利要求1所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：所述充电机系统还包括驱动模块，所述驱动模块设置在所述微处理器模块与所述全桥模块之间。
7.根据权利要求2所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：所述微处理器模块驱动所述第一放电连接模块以接通所述功率电阻模块对被测电池进行放电测试。
8.根据权利要求2所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：所述微处理器模块驱动所述第二放电连接模块以驱动所述全桥模块工作，所述微处理器模块同时驱动所述第四放电连接模块以接通所述功率电阻模块对被测电池进行放电测试。
9.根据权利要求2所述的一种具有电池容量测试功能的充电机系统，其特征在于：所述微处理器模块驱动所述第二放电连接模块以驱动所述全桥模块工作，所述微处理器模块同时驱动第三放电连接模块将逆变能量直接逆变为220V交流通过所述AC输入/输出模块回馈电网。
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| CN113525109A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-10-22 | 长春捷翼汽车零部件有限公司 | 一种放电控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
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