CN213521328U - 一种动力电池智能均衡充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力电池智能均衡充电装置，包括集中控制单元，为多个单体电池提供电源的充电单元，继电器矩阵，及通讯电路单元；继电器组包括第一继电器和第二继电器，该第一继电器的输入端连接充电单元电源输出端的正极，第一继电器的输出端连接单体电池的正极，第二继电器的输入端连接充电单元电源输出端的负极，第二继电器的输出端连接单体电池的负极；于换电网络控制系统监测到不同单体电池的电压差大于设定值时，集中控制单元控制充电单元输出电源，并控制继电器矩阵依次闭合待充单体电池的继电器组，实现均衡充电。本实用新型可精确地定位处于欠压状态的单体电池，有针对性地对欠压状态的单体电池进行充电，只需提供一个充电单元。
Description
技术领域
本实用新型属于均衡装置技术领域，尤其是涉及一种动力电池智能均衡充电装置。
背景技术
现有技术中的均衡装置需要对每一个单体电池都设置一个对应的充电单元，单体电池的数量较多时，充电单元的数量也相应较多，但是由于不是每个单体电池都处于低电压状态，有的单体电池不需要对应充电单元进行充电，因此不处于低电压状态的单体电池对应的充电单元就处于浪费状态。
现有技术中也有利用相邻的高电压单体电池向低电压单体电池进行充电的方式，但是会导致整体电压都变低，不能保证单体电池完全充满。
如果采用电子开关电路对单体电池进行充电，则充电电流相对较小，电压输出小。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种准确定位欠压状态的单体电池，只需要一个充电单元就能对多个单体电池有选择性地进行充电的动力电池智能均衡充电装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动力电池智能均衡充电装置，包括：
集中控制单元；
充电单元，为多个单体电池提供电源，其至少包括EMI输入电路、有源PFC电路和DC/DC变换器；
继电器矩阵，与集中控制单元信号连接，与充电单元的DC/DC变换器电连接，其包括有多个继电器组，每个继电器组连接对应的一个单体电池；
所述继电器组包括第一继电器和第二继电器，该第一继电器的输入端连接充电单元电源输出端的正极，第一继电器的输出端连接单体电池的正极，所述第二继电器的输入端连接充电单元电源输出端的负极，第二继电器的输出端连接单体电池的负极；
于换电网络控制系统监测到不同单体电池的电压差大于设定值时，由换电网络控制系统确定需要均衡充电的单体电池，通过通讯电路单元将待充单体电池信息发送至集中控制单元，集中控制单元控制充电单元输出电源，并控制继电器矩阵依次闭合待充单体电池的继电器组，实现对待充单体电池的均衡充电；
通讯电路单元，用于与换电网络控制系统进行CAN通讯。
进一步的，所述EMI输入电路和有源PFC电路用于实现交流输入的整流滤波和功率因素的校正。
进一步的，所述有源PFC电路由采用电流控制频率折返的驱动芯片进行控制。
进一步的，所述DC/DC变换器采用带自适应死区时间控制的增强型LLC谐振控制器产生PWM控制信号。
进一步的，还包括用于监测内部温度的温度检测单元。
进一步的，所述通讯电路单元的输入端采用WS16防尘插头。
进一步的，所述继电器矩阵的输出端采用WS40防尘插头。
本实用新型的有益效果是：1）接收换电网络控制系统的指令信息，可以精确地定位处于欠压状态的单体电池，通过继电器矩阵控制，有针对性地对欠压状态的单体电池进行充电；2）只需要提供一个充电单元，就能对多个单体电池有选择性地进行充电；3）采用继电器作为开关，可以大大提高充电电流，电压输出有保证；4）可以将所有的单体电池充电至饱和状态，不会导致整体电压不足甚至偏低。
附图说明
图1为本实用新型的电气框图。
图2为本实用新型的电路连接结构示意图。
图3为本实用新型实施例一中继电器矩阵内部的电路连接结构示意图。
图4为本实用新型实施例二中继电器矩阵内部的电路连接结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
实施例一
一种动力电池智能均衡充电装置，包括用于交互信息处理和均衡策略实现的集中控制单元、用于为多个单体电池提供电源的充电单元、用于实现选择性充电的继电器矩阵及用于与换电网络控制系统连接的通讯电路单元，所述充电单元至少包括包括EMI输入电路、有源PFC电路和DC/DC变换器，所述EMI输入电路用于实现交流输入的整流滤波，所述有源PFC电路用于实现功率因素的校正，采用电流控制频率折返的驱动芯片进行控制，可以实现高功率因数，工作在临界导通模式下产生PWM波形驱动主电路，并执行相关的保护措施，所述DC/DC变换器采用带自适应死区时间控制的增强型LLC谐振控制器产生PWM控制信号，工作在最佳谐振点；所述通讯电路单元的输入端采用WS16防尘插头。
继电器矩阵与集中控制单元信号连接，与充电单元的DC/DC变换器电连接，继电器矩阵包括有多个继电器组，每个继电器组连接对应的一个单体电池；采用继电器与锂电池对接可以提供最大10A的输出电流，同时可以保证锂电池安全可靠工作。所述继电器矩阵的输出端采用WS40防尘插头。
继电器组又包括第一继电器和第二继电器，该第一继电器的输入端连接充电单元电源输出端的正极，第一继电器的输出端连接单体电池的正极，所述第二继电器的输入端连接充电单元电源输出端的负极，第二继电器的输出端连接单体电池的负极。
如图3所示，当提供一个充电单元时，换电网络控制系统监测到电池箱外壳内部分不同单体电池的电压差大于设定值时，由换电网络控制系统确定需要均衡充电的单体电池，通过通讯电路单元将待充单体电池信息发送至集中控制单元，集中控制单元控制充电单元输出电源，并控制继电器矩阵依次闭合待充单体电池的继电器组，实现对待充单体电池的均衡充电，比如图中A、B单体电池的电压小于设定值时，首先闭合继电器1和3实现对A单体电池的均衡充电，待充电完成，打开继电器1和3，闭合继电器2和5实现对B单体电池的均衡充电，从而实现对电压小于设定值的单体电池的逐一充电，直至所有单体电池都充满。
实施例二
如图4所示，当提供两个充电单元时，将电池箱内的单体电池分为两组，换电网络控制系统监测到电池箱内任意两个不同单体电池的电压差大于设定值时，由换电网络控制系统确定需要均衡充电的单体电池，通过通讯电路单元将待充单体电池信息发送至集中控制单元，集中控制单元控制相应的充电单元输出电源，并控制继电器矩阵依次闭合待充单体电池的继电器组，实现对待充单体电池的均衡充电。
比如图中第一组内A、B单体电池的电压小于设定值时，首先闭合继电器1和3，由第一充电单元实现对A单体电池的均衡充电，待充电完成，打开继电器1和3，闭合继电器2和5实现对B单体电池的均衡充电；从而实现对第一组内电压小于设定值的单体电池的逐一充电，直至第一组内所有单体电池都充满。
比如图中第二组内E、F单体电池的电压小于设定值时，首先闭合继电器6和8，由第二充电单元实现对E单体电池的均衡充电，待充电完成，打开继电器6和8，闭合继电器7和10实现对F单体电池的均衡充电；从而实现对第二组内电压小于设定值的单体电池的逐一充电，直至第二组内所有单体电池都充满。
第一充电单元对第一组内单体电池的均衡充电与第二充电单元对第二组内单体电池的均衡充电可以同时进行，相较于实施例一，可以更快地将电池箱内的所有单体电池充满。
因此，本实用新型可以根据换电网络控制系统监测到欠压单体电池的分布，可以动态划分单体电池组数，并配置具体连接的充电单元数量，以便按照需要快速实现电池箱内所有欠压单体电池的快速充电。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种动力电池智能均衡充电装置，其特征在于：包括
集中控制单元；
充电单元，为多个单体电池提供电源，其至少包括EMI输入电路、有源PFC电路和DC/DC变换器；
继电器矩阵，与集中控制单元信号连接，与充电单元的DC/DC变换器电连接，其包括有多个继电器组，每个继电器组连接对应的一个单体电池；
所述继电器组包括第一继电器和第二继电器，该第一继电器的输入端连接充电单元电源输出端的正极，第一继电器的输出端连接单体电池的正极，所述第二继电器的输入端连接充电单元电源输出端的负极，第二继电器的输出端连接单体电池的负极；
于换电网络控制系统监测到不同单体电池的电压差大于设定值时，由换电网络控制系统确定需要均衡充电的单体电池，通过通讯电路单元将待充单体电池信息发送至集中控制单元，集中控制单元控制充电单元输出电源，并控制继电器矩阵依次闭合待充单体电池的继电器组，实现对待充单体电池的均衡充电；
通讯电路单元，用于与换电网络控制系统进行CAN通讯。
2.根据权利要求1所述的动力电池智能均衡充电装置，其特征在于：所述EMI输入电路和有源PFC电路用于实现交流输入的整流滤波和功率因素的校正。
3.根据权利要求2所述的动力电池智能均衡充电装置，其特征在于：所述有源PFC电路由采用电流控制频率折返的驱动芯片进行控制。
4.根据权利要求1所述的动力电池智能均衡充电装置，其特征在于：所述DC/DC变换器采用带自适应死区时间控制的增强型LLC谐振控制器产生PWM控制信号。
5.根据权利要求1所述的动力电池智能均衡充电装置，其特征在于：还包括用于监测内部温度的温度检测单元。
6.根据权利要求1所述的动力电池智能均衡充电装置，其特征在于：所述通讯电路单元的输入端采用WS16防尘插头。
7.根据权利要求1所述的动力电池智能均衡充电装置，其特征在于：所述继电器矩阵的输出端采用WS40防尘插头。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022183252.6U CN213521328U (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种动力电池智能均衡充电装置 |
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Family Applications (1)
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| CN202022183252.6U Active CN213521328U (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种动力电池智能均衡充电装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN213521328U (zh) |
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2020
- 2020-09-29 CN CN202022183252.6U patent/CN213521328U/zh active Active
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