CN213846303U - 新能源汽车的锂电池组充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了新能源汽车的锂电池组充电器，通过在开关电源输出端并联一个反馈电阻，并在反馈电阻的两端并联若干个相互并联的开关电路，通过控制导通的开关电路数量，调节反馈电阻两端的反馈电压，调节开关电路导通的组合可使MCU芯片控制开关电源输出多种不同的充电电压值，即可实现充电器根据锂电池组串数改变输出电压和电流的目的；通过在反馈电阻的两端并联反馈电路，将开关电源输出的电压值反馈给MCU芯片，MCU芯片根据开关电源输出的电压状态调节控制开关电源的脉冲信号的占空比，进而改变开关电源输出电压和电流。

Description

新能源汽车的锂电池组充电器

技术领域

本实用新型涉及电池充电管理系统领域，尤其涉及新能源汽车的锂电池组充电器。

背景技术

汽车锂电池组充电器的原理是：市电通过开关电源给锂电池组充电，由MCU采集锂电池组的电流和电压，并发送脉冲反馈信号给充电器，充电器根据脉冲反馈信号调节给锂电池组充电的电压和电流，使锂电池组的充电电压恒定，实现锂电池组安全、高效充电。但是，由于开关电源电路输出的电压为固定值，当锂电池组中串联的锂电池数量发生变化时，原始的开关电源无法提供锂电池组所需的充电电压，只能更换开关电源。这种方式操作不方便。因此，为解决上述问题，本实用新型提供新能源汽车的锂电池组充电器，可以实现充电器根据锂电池组串数和电压状态改变输出电压、电流的目的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了新能源汽车的锂电池组充电器，可以实现充电器根据锂电池组串数和电压状态改变输出电压、电流的目的。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了新能源汽车的锂电池组充电器，其包括锂电池组、开关电源和MCU芯片，还包括开关电源输出控制电路；

开关电源的输入端接入220V交流电，开关电源的正负输出端通过开关电源输出控制电路与锂电池组的正负极电性连接，MCU芯片发送脉冲控制信号至开关电源输出控制电路的控制端，开关电源输出控制电路根据脉冲控制信号改变开关电源输出的电压和电流。

在以上技术方案的基础上，优选的，开关电源输出控制电路包括反馈电阻和多组相互并联的开关电路；

反馈电阻的一端与开关电源的正输出端电性连接，反馈电阻的另一端接地，多组相互并联的开关电路并联在反馈电阻的两端，锂电池组的正负极分别与开关电源的正负输出端一一对应电性连接。

进一步优选的，开关电路包括：电阻R4、电阻R5和三极管Q1；

MCU芯片发送的脉冲控制信号通过电阻R5输出至三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R4与开关电源的正输出端电性连接。

进一步优选的，还包括反馈电路；

反馈电路的输入端与反馈电阻的一端电性连接，反馈电路的输出端与MCU芯片的I/O口电性连接。

进一步优选的，反馈电路包括电压采集电路和光耦隔离器；

电压采集电路的输入端与反馈电阻的一端电性连接，电压采集电路的输出端与光耦隔离器的发射端负极电性连接，光耦隔离器的发射端正极与开关电源的正输出端电性连接，光耦隔离器的接收端发射极接地，光耦隔离器的接收端集电极与MCU芯片的I/O口电性连接。

进一步优选的，电压采集电路包括：电容C1和三级晶闸管D1；

电容C1的一端与电阻R3的一端电性连接，电容C1的另一端分别与三级晶闸管D1的阴极以及光耦隔离器的发射端负极电性连接，三级晶闸管D1的阳极接地，三级晶闸管D1的控制极与电容C1的一端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括若干组保护电路；

单个保护电路并联在锂电池组中串联的单个锂电池正负极两端，锂电池组中串联的单个锂电池正负极两端分别并联一个保护电路，相邻锂电池的保护电路互补影响。

本实用新型的新能源汽车的锂电池组充电器相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过在开关电源输出端并联一个反馈电阻，并在反馈电阻的两端并联若干个相互并联的开关电路，通过控制导通的开关电路数量，调节反馈电阻两端的反馈电压，调节开关电路导通的组合可使MCU芯片控制开关电源输出多种不同的充电电压值，即可实现充电器根据锂电池组串数改变输出电压和电流的目的；

(2)通过在反馈电阻的两端并联反馈电路，将开关电源输出的电压值反馈给MCU芯片，MCU芯片根据开关电源输出的电压状态调节控制开关电源的脉冲信号的占空比，进而改变开关电源输出电压和电流。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型新能源汽车的锂电池组充电器的结构图；

图2为本实用新型新能源汽车的锂电池组充电器中开关电路和反馈电路的电路图。

具体实施方式

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

如图1所示，本实用新型的新能源汽车的锂电池组充电器，其包括锂电池组、开关电源、MCU芯片、开关电源输出控制电路、反馈电路和若干组保护电路。

锂电池组，包括若干个串联的锂电池，充电器用与给锂电池组进行充电。

开关电源，将市电转换为可供锂电池组充电的交流电。本实施例中，开关电源的输入端接入220V交流电，开关电源的正负输出端通过开关电源输出控制电路与锂电池组的正负极电性连接。开关电源可以采用现有技术实现，在此不再累述。

开关电源输出控制电路，用于根据锂电池组中串联的锂电池数量调节开关电源的输出，使开关电源具备若干个输出电压等级，可以根据锂电池组串数和电压状态改变输出电压、电流。本实施例中，开关电源输出控制电路包括反馈电阻和多组相互并联的开关电路。

反馈电阻，用于反馈开关电源输出电压和电流。本实施例中，反馈电阻反馈电阻的一端与开关电源的正输出端电性连接，反馈电阻的另一端接地，多组相互并联的开关电路并联在反馈电阻的两端，锂电池组的正负极分别与开关电源的正负输出端一一对应电性连接。如图2所示，反馈电阻用R3表示。

本实施例中，开关电路的结构可以相同，也可以不同，在此设置为结构相同，因此，只介绍其中一路开关电路。本实施例中，开关电路，高电平导通，反之则截至。当其中一个或多个开关电路导通时，导通的开关电路与反馈电阻并联，使得线路中的电流值发生变化，反馈电阻上的反馈电压变化，由于开关电源输出电压分给了反馈电阻和锂电池组，因此，在反馈电压变化时，分到锂电池组的电压也会发生变化，进而可以实现根据锂电池组中串联的锂电池数量调节开关电源的输出的目的，使开关电源具备若干个输出电压等级。本实施例中，优选的，设置了四路开关电路，如图2所示，每路开关电路均包括：电阻R4、电阻R5和三极管Q1；具体的，MCU芯片发送的脉冲控制信号通过电阻R5输出至三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R4与开关电源的正输出端电性连接。其中，调节开关电路导通的组合可使MCU芯片控制开关电源输出16种不同的充电电压值，即可实现充电器根据锂电池组串数改变输出电压和电流的目的。如图1所示，本实施例中，PWM11～PWM1n分别标识为MCU芯片输出n个控制开关电路中开关导通或截止的PWM波。

反馈电路，将开关电源输出的电压值反馈给MCU芯片，MCU芯片根据开关电源输出的电压状态调节控制开关电源的脉冲信号的占空比，进而改变开关电源输出电压和电流。本实施例中，MCU芯片控制开关电源的控制信号标识为PWM1；反馈电路包括电压采集电路和光耦隔离器。其中，电压采集电路的输入端与反馈电阻的一端电性连接，电压采集电路的输出端与光耦隔离器的发射端负极电性连接，光耦隔离器的发射端正极与开关电源的正输出端电性连接，光耦隔离器的接收端发射极接地，光耦隔离器的接收端集电极与MCU芯片的I/O口电性连接。

电压采集电路，用于采集开关电源输出电压值，并将该电压值反馈给MCU芯片。优选的，本实施例中，如图2所示，电压采集电路包括：电容C1和三级晶闸管D1；具体的，电容C1的一端与电阻R3的一端电性连接，电容C1的另一端分别与三级晶闸管D1的阴极以及光耦隔离器的发射端负极电性连接，三级晶闸管D1的阳极接地，三级晶闸管D1的控制极与电容C1的一端电性连接。其中，当开关电源输出电压增大，则反馈电阻R3两端的电压增大，流入光耦隔离器的电流增大，流过光耦隔离器发射端集电极和发射端发射极的电流增大，MCU芯片与光耦隔离器相连的引脚电压降低，MCU芯片控制开关电源的PWM1的占空比减小，开关电源输出电压降低；当开关电源输出电压降低时，反馈控制过程相反，最终保持开关电源输出电压稳定。

保护电路，在锂电池出现过充、过放、过流等异常情况时，用于保护单个锂电池。本实施例中，锂电池组中串联的单个锂电池正负极两端分别并联一个保护电路，相邻锂电池的保护电路互补影响。保护电路可以采用现有的电源管理IC芯片，属于现有技术，在此不再累述。

本实施例的工作原理为：当锂电池组中串联的锂电池数量变化时，MCU根据锂电池数量输出一路或多路PWM信号驱动一路开关电路或多路开关电路导通，使得流过反馈电阻的电流变化，电流变化导致反馈电阻上的反馈电压变化，开关电源根据反馈电压改变其输出电压，使输出电压满足锂电池组充电要求，实现充电器根据锂电池组串数改变输出电压和电流的目的；

反馈电路实时将开关电源的输出电压反馈给MCU芯片，MCU芯片根据开关电源输出的电压状态调节控制开关电源的脉冲信号的占空比，进而改变开关电源输出电压和电流。

本实施例的有益效果为：通过在开关电源输出端并联一个反馈电阻，并在反馈电阻的两端并联若干个相互并联的开关电路，通过控制导通的开关电路数量，调节反馈电阻两端的反馈电压，调节开关电路导通的组合可使MCU芯片控制开关电源输出16种不同的充电电压值，即可实现充电器根据锂电池组串数改变输出电压和电流的目的；

通过在反馈电阻的两端并联反馈电路，将开关电源输出的电压值反馈给MCU芯片，MCU芯片根据开关电源输出的电压状态调节控制开关电源的脉冲信号的占空比，进而改变开关电源输出电压和电流。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.新能源汽车的锂电池组充电器，其包括锂电池组、开关电源和MCU芯片，其特征在于：还包括开关电源输出控制电路；

所述开关电源的输入端接入220V交流电，开关电源的正负输出端通过开关电源输出控制电路与锂电池组的正负极电性连接，MCU芯片发送脉冲控制信号至开关电源输出控制电路的控制端，开关电源输出控制电路根据脉冲控制信号改变开关电源输出的电压和电流。

2.如权利要求1所述的新能源汽车的锂电池组充电器，其特征在于：所述开关电源输出控制电路包括反馈电阻和多组相互并联的开关电路；

所述反馈电阻的一端与开关电源的正输出端电性连接，反馈电阻的另一端接地，多组相互并联的开关电路并联在反馈电阻的两端，锂电池组的正负极分别与开关电源的正负输出端一一对应电性连接。

3.如权利要求2所述的新能源汽车的锂电池组充电器，其特征在于：所述开关电路包括：电阻R4、电阻R5和三极管Q1；

所述MCU芯片发送的脉冲控制信号通过电阻R5输出至三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R4与开关电源的正输出端电性连接。

4.如权利要求2所述的新能源汽车的锂电池组充电器，其特征在于：还包括反馈电路；

所述反馈电路的输入端与反馈电阻的一端电性连接，反馈电路的输出端与MCU芯片的I/O口电性连接。

5.如权利要求4所述的新能源汽车的锂电池组充电器，其特征在于：所述反馈电路包括电压采集电路和光耦隔离器；

所述电压采集电路的输入端与反馈电阻的一端电性连接，电压采集电路的输出端与光耦隔离器的发射端负极电性连接，光耦隔离器的发射端正极与开关电源的正输出端电性连接，光耦隔离器的接收端发射极接地，光耦隔离器的接收端集电极与MCU芯片的I/O口电性连接。

6.如权利要求5所述的新能源汽车的锂电池组充电器，其特征在于：所述电压采集电路包括：电容C1和三级晶闸管D1；

所述电容C1的一端与电阻R3的一端电性连接，电容C1的另一端分别与三级晶闸管D1的阴极以及光耦隔离器的发射端负极电性连接，三级晶闸管D1的阳极接地，三级晶闸管D1的控制极与电容C1的一端电性连接。

7.如权利要求1所述的新能源汽车的锂电池组充电器，其特征在于：还包括若干组保护电路；

单个所述保护电路并联在锂电池组中串联的单个锂电池正负极两端，锂电池组中串联的单个锂电池正负极两端分别并联一个保护电路，相邻锂电池的保护电路互补影响。

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