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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ladegerät, und insbesondere auf ein Ladegerät, das einen Spannungszustand und einen Stromzustand einer Batterie erkennen kann und die Lebensdauer der Batterie verlängern kann.
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STAND DER TECHNIK
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Während der Anwendung einer konventionellen Leistungsbatterie, wie beispielsweise einem Leistungs-Lithiumbatterieblock, sind Lithiumbatteriezellen in Serie oder parallel geschaltet, um eine erforderliche Arbeitsspannung zu erreichen. Um eine elektrische Leistung zu erreichen, die für eine Stromversorgung verwendbar ist, wird eine Serienschaltung verwendet, um die erforderliche Spannung zu erreichen, oder es wird eine Parallelschaltung verwendet, um die Kapazität der Batterie zu verbessern.
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Jedoch wird nach einer langen Benutzungszeit sowohl bei der Serienschaltung als auch bei der Parallelschaltung das gesamte Batteriemodul beschädigt und Kristalle gebildet. Elektronen werden an der Oberfläche der verstreuten Kristalle angezogen, was die Stromüberbrückung beeinträchtigt. Als Ergebnis tritt eine verminderte Batterieleistung auf, die Effizienz des Batteriemoduls wird abgeschwächt und die Lebensdauer reduziert.
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KURZFASSUNG
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Ein Ladegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel, das in der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, ist zum Laden einer Leistungsbatterie geeignet. Die Leistungsbatterie umfasst zumindest eine Zelle. Das Ladegerät umfasst einen Regelkreis, eine Stromversorgungsschaltung und eine Erfassungsschaltung.
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Der Regelkreis ist dazu konfiguriert, ein Kontrollsignal zu erzeugen. Die Stromversorgungsschaltung ist elektrisch mit dem Regelkreis und der Zelle verbunden und ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung auszugeben. Eine Spannung der elektrischen Leistung ändert sich wiederholt, gemäß dem Regelsignal, um eine Oszillationswelle zu bilden, so dass die Zelle die elektrische Leistung empfängt, um geladen zu werden und die Oszillationswelle empfängt, um Kristalle an einer Elektrodenplatte der Zelle zu reduzieren. Der Erfassungsschaltkreis ist elektrisch mit dem Regelkreis und der Leistungsbatterie verbunden und ist dazu konfiguriert, eine Spannung der Zelle festzustellen, um entsprechend ein Feedback-Signal zu erzeugen, um es dem Regelkreis zu ermöglichen, das Regelsignal gemäß dem Feedback-Signal anzupassen.
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Bei dem vorhergehenden Ladegerätumfasst die Stromversorgungsschaltung in einem Ausführungsbeispiel einen Brückengleichrichter, einen Spannungsverdopplergleichrichter und einen Schalter, wobei der Schalter zwischen dem Brückengleichrichter und dem Spannungsverdopplergleichrichter elektrisch verbunden ist und der Schalter wiederholt an- und ausgeschaltet wird, um es einer Ausgabe des Brückengleichrichters zu ermöglichen, selektiv durch den Stromverdopplergleichrichter zu passieren oder diesen zu umgehen, um eine Oszillationswelle zu bilden.
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Bei dem vorhergehenden Ladegerät ist bei einem Ausführungsbeispiel eine Frequenz des An- und Ausschaltens des Schalters größer als 2000 mal pro Sekunde.
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Bei dem vorhergehenden Ladegerät bestimmt in einem Ausführungsbeispiel der Regelkreis die Kondition der Zelle gemäß dem Feedback-Signal, das der Spannung der Zelle entspricht, und passt das Regelsignal gemäß der Kondition an.
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Bei dem vorhergehenden Ladegerät erzeugt in einem Ausführungsbeispiel das Regelsignal eine höhere Frequenz des An- und Ausschaltens des Schalters, wenn die Kondition der Zelle niedriger ist.
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Bei dem vorhergehenden Ladegerät errechnet in einem Ausführungsbeispiel, der Regelkreis ferner einen durchschnittlichen Spannungswert der Zellen gemäß dem Feedback-Signal.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst das vorhergehende Ladegerät ferner eine Anpassungsschaltung, die elektrisch zwischen dem Regelkreis und der Leistungsbatterie eingebunden ist, wobei der Regelkreis ferner die Anpassungsschaltung gemäß dem Regelsignal regelt, um eine Stromgröße der Oszillationswelle anzupassen.
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Bei dem vorhergehenden Ladegerät passt in einem Ausführungsbeispiel die Anpassungsschaltung ferner einen Kapazitätswert einer Kapazität in der Anpassungsschaltung gemäß einem Innenwiderstand der zumindest einen Zelle an.
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Gemäß einem der vorherigen Ausführungsbeispiele ändert sich eine Spannung der elektrischen Leistung, die von dem Ladegerät der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, wiederholt gemäß dem Regelsignal, um eine Oszillationswelle zu bilden, so dass Kristalle an einer Elektrodenplatte der Zelle zerlegt oder in einen Abscheidebereich abgeschieden werden können, was es für einen Ladestrom leicht macht, in die Zelle zu fließen. Das bedeutet, dass durch den Gebrauch des Ladegerätes der vorliegenden Erfindung die Zelle der Leistungsbatterie effektiv geladen werden kann und die Lebensdauer der Leistungsbatterie verlängert werden kann, wodurch Probleme im Stand der Technik gelöst werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Schaltplan eines Ausführungsbeispiels eines Ladegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird Bezug genommen auf 1. 1 ist ein Schaltplan eines Ausführungsbeispiels eines Ladegeräts 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Das Ladegerät 100 ist geeignet zum Laden einer Leistungsbatterie 4. Die Leistungsbatterie 4 umfasst zumindest eine Zelle 41. Die Leistungsbatterie 4 ist beispielweise eine Lithiumleistungsbatterie 4 oder eine Blei-Säure-Batterie 4.
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Das Ladegerät 100 umfasst eine Stromversorgungsschaltung 1, einen Regelkreis 2 und eine Erfassungsschaltung 3. Der Regelkreis 2 kann dazu konfiguriert werden, um ein Regelsignal zu erzeugen. Die Stromversorgungsschaltung 1 ist elektrisch mit dem Regelkreis 2 und der Zelle 41 verbunden und ist dazu konfiguriert, elektrische Leistung auszugeben. Eine Spannung der elektrischen Leistung ändert sich wiederholt gemäß dem Regelsignal, um eine Oszillationswelle zu bilden, so dass die Zelle 41 elektrische Leistung empfängt, um geladen zu werden, und gleichzeitig wird eine Elektrodenplatte der Zelle 41 von der Oszillation von kontinuierlichen Oszillationswellen beeinflusst, um zu bewirken, dass Kristalle an der Elektrodenplatte abgeschüttelt und abgeschieden werden. Dadurch kann eine Anzahl an Kristallen an der Elektrodenplatte reduziert werden. Die Oszillationswelle ist eine Sinuswelle, die zufällig auftretende Mikrowellen trägt. Der Kristall gemäß einem Ausführungsbeispiel ist Bleisulfat, das durch Sulfurierung erzeugt wird. Dadurch werden Elektronen leicht an Kationen gebunden, wodurch der Strom reibungsfrei fließt.
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Der Erfassungsschaltkreis 3 wird elektrisch mit dem Regelkreis 2 und der Leistungsbatterie 4 verbunden und ist dazu konfiguriert, eine Spannung der Zelle 41 festzustellen, um dazu entsprechend ein Feedback-Signal zu erzeugen, um es dem Regelkreis 2 zu ermöglichen, das Regelsignal entsprechend dem Feedback-Signal anzupassen. Das bedeutet, dass der Erfassungsschaltkreis 3 eine Spannungsspeichermenge von jeder Zelle 41 feststellt, um das Feedback-Signal zu erzeugen. Der Regelkreis 2 passt das Regelsignal entsprechend zu dem Feedback-Signal und auf Basis der Spannungsspeichermenge von jeder Zelle 41 an, um es der Stromversorgungsschaltung 1 zu ermöglichen, passende Ladeströme für die Zelle 41 bereitzustellen, welche verschiedene Spannungsspeichermengen aufweist.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Stromversorgungsschaltung 1 einen Brückengleichrichter 11, einen Spannungsverdopplergleichrichter 13 und einen Schalter 12. Der Schalter 12 ist zwischen dem Brückengleichrichter 11 und dem Spannungsverdopplergleichrichter 13 elektrisch eingebunden. Der Schalter 12 wird wiederholt an- und ausgeschaltet, um es einer Ausgabe des Brückengleichrichters 11 zu ermöglichen, selektiv durch den Spannungsverdopplergleichrichter 13 zu passieren oder diesen zu umgehen.
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Der Spannungsverdopplergleichrichter 13 umfasst zwei Kapazitäten, die in Serie geschaltet sind. Der Schalter 12 verbindet Knoten zwischen den zwei Kapazitäten. Wenn der Schalter 12 angeschaltet wird, arbeitet der Spannungsverdopplergleichrichter 13 und verdoppelt eine Ausgangsspannung. Wenn der Schalter 12 ausgeschaltet wird, ist die Ausgangsspannung eine Spannung, die normalerweise durch den Brückengleichrichter 11 passiert. Der Schalter 12 wird wiederholt bei einer Frequenz von mehr als 2000 mal pro Sekunde an- und ausgeschaltet, so dass eine Änderung zwischen der Spannung und der verdoppelten Spannung auftritt, um eine Oszillationswelle zu bilden. Die Oszillationswelle schüttelt die Kristalle ab, was es für die Zelle 41 leicht macht, einen Ladestrom während des Ladens komplett aufzunehmen.
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Zusätzlich bestimmt er Regelkreis 2 die Kondition der Zelle 41 gemäß dem Feedback-Signal, das der Spannung der Zelle 41 entspricht, und passt das Regelsignal gemäß der Kondition an. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Feedback-Signal elektrische Mengenangaben und Strominformationen der Zelle 41. Der Regelkreis 2 bestimmt einen Zustand (das bedeutet die Kondition) der Zelle 41 gemäß der elektrischen Mengenangaben und Strominformationen, um das Regelsignal anzupassen, um die Stromversorgungsschaltung 1 zu manipulieren. Beispielsweise haben unter den Zellen 41 die Zellen 41 verschiedene elektrische Quantitäten und können verschiedene Stromgrößen aufnehmen. Gemäß dem Feedback-Signal passt ein Regelkreis 2 das Regelsignal für den Zustand jeder Zelle 41 an, um es der Stromversorgungsschaltung 1 zu ermöglichen, einen passenden Versorgungsstrom für die Zellen 41 bereitzustellen, um es den Zellen 41 zu ermöglichen elektrische Leistung vollständig zu speichern. Der Versorgungsstrom umfasst eine Oszillationswelle zur Unterstützung beim Abschütteln der Kristalle, die in der Zelle 41 erzeugt werden. Anders ausgedrückt, bewirkt das Regelsignal, das von der Regeleinheit 2 übertragen wird, für die Zelle 41, die eine geringere Kondition aufweist, eine höhere Frequenz des An- und Ausschaltens des Schalters 12 auf, um die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens einer Oszillationswelle zu vergrößern, um es zu ermöglichen, dass die Kristalle effektiv von der Oszillationswelle abgeschüttelt werden.
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Zusätzlich umfasst das Ladegerät 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner eine Anpassungsschaltung 5, die zwischen dem Regelkreis 2 und der Leistungsbatterie 4 elektrisch eingebunden ist. Die Anpassungsschaltung 5 passt eine Stromgröße der Oszillationswelle gemäß dem Anpassungssignal an. Anders ausgedrückt kann die Anpassungsschaltung 5, gemäß Informationen eines Anpassungssignals, einen Strom zu einer Stromstärke anpassen, die geeignet zur Aufnahme durch jede Zelle 41 ist, um einen Innenwiderstand der Zelle 41 anzupassen. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Anpassungsschaltung 5 eine anpassbare Kapazität und ein Kapazitätswert der Kapazität wird angepasst, um eine Cut-Off-Frequenz eines Filters, der durch eine Kapazität und eine Induktivität gebildet wird, zu ändern, um die Stromgröße der Oszillationswelle anzupassen, wodurch eine passende Ladestromgröße jeder Zelle 41 erreicht werden soll.
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Zusätzlich kann die Erfassungsschaltung 3 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner einen Innenwiderstand der Zelle 41 feststellen und ein Erkennungssignal an den Regelkreis 2 übertragen, so dass der Regelkreis 2 einen Kapazitätswert der Kapazität gemäß einem Erfassungsergebnis anpasst.
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Zusätzlich kann der Regelkreis 2 in einigen Ausführungsbeispielen ferner einen durchschnittlichen Spannungswert der Zellen 41 gemäß dem Feedback-Signal berechnen. Wie oben diskutiert, umfasst das Feedback-Signal elektrische Mengenangaben und Strominformationen der Zelle 41. Daher kann der Regelkreis ferner den durchschnittlichen Spannungswert gemäß dem Feedback-Signal berechnen, eine elektrische Quantität, die von der Leistungsbatterie 4 verwendet werden kann, bestimmen und das Regelsignal gemäß dem durchschnittlichen Spannungswert anpassen, um eine elektrische Leistung (Spannung), die von einem Ladegerät übertragen wird, anzupassen.
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Gemäß einem oder mehreren der vorigen Ausführungsbeispiele, kann eine Spannung der elektrischen Leistung, die von dem Ladegerät 100 gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, sich wiederholt gemäß dem Regelsignal ändern, um eine Oszillationswelle zu bilden, so dass die Kristalle an der Elektrodenplatte der Zelle 41 zerlegt oder in einen Abscheidebereich abgeschieden werden, so dass Elektronen effektiv an Kationen gebunden werden können, ein Strom reibungsfrei fließt und die Zelle 41 einen Ladestrom erfolgreich aufnehmen kann. Anders ausgedrückt kann die elektrische Quantität effektiv Sättigung erreichen und die Lebensdauer der Leistungsbatterie 4 verlängert werden, nachdem die Leistungsbatterie 4 mit dem Ladegerät 100 der vorliegenden Erfindung geladen ist.
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Entsprechend ist ein Ladegerät 100 zum Laden einer Leistungsbatterie 4 geeignet. Die Leistungsbatterie 4 umfasst zumindest eine Zelle41. Das Ladegerät 100 umfasst einen Regelkreis 2, eine Stromversorgungsschaltung 1 und eine Erfassungsschaltung 3. Der Regelkreis 2 ist konfiguriert, um ein Steuersignal zu erzeugen. Die Stromversorgungsschaltung 1 ist elektrisch mit dem Regelkreis 2 und der Zelle 41 verbunden und ist konfiguriert, elektrische Leistung herauszugeben. Eine Spannung der elektrischen Leistung ändert sich wiederholt gemäß dem Regelsignal, um eine Oszillationswelle zu bilden, so dass die Zelle 41 elektrische Leistung empfängt, um geladen zu werden und die Oszillationswelle empfängt, um Kristalle an einer Elektrodenplatte der Zelle 41 zu reduzieren. Die Erfassungsschaltung 3 ist elektrisch mit dem Regelkreis 2 und der Batterie 4 verbunden und ist konfiguriert, um eine Spannung der Zelle 41 zu erfassen, um entsprechen ein Feedback-Signal zu erzeugen, um es dem Regelkreis zu ermöglichen, das Regelsignal gemäß dem Feedback-Signal anzupassen.
