專利名稱：大容量鋰電池組充電電路的制作方法
技術領域：
大容量鋰電池組充電電路
技術領 域本實用新型涉及大容量鋰電池充電電路。
背景技術：
鋰電池是一種具有高能量密度、高工作電壓、無記憶效應、循環(huán)壽命長、無污染、重 量輕、自放電小的電池，因此迅速成為實際應用尤其是動力應用中儲能元件的首選對象。由 于單節(jié)鋰電池的工作電壓一般在3. 2V—3. 7V之間，實際應用中需要將多只單體鋰電池串 聯(lián)起來，以提高工作電壓。但基于鋰電池的生產(chǎn)工藝、電池材料、充電方法等原因，使鋰電池 單體之間存在容量、電壓、內(nèi)阻及自放電率等不一致，即使在同一批次的電池中也會存在差 異。在實際應用中，這種差異會導致過電壓充電的危險，使充電電壓高的單節(jié)電池內(nèi)部溫度 升高，加速電池電解液分解而產(chǎn)生氣體，惡性循環(huán)，內(nèi)壓上升，鋰電池組外殼有產(chǎn)生破裂的 危險；對充電不足的鋰電池導致過度放電的危險，電解液分解，電池性能下降，嚴重影響使 用壽命，所以對串接鋰電池組的充電過程均需進行充放電均衡管理保護，對每節(jié)電池的充 電電壓、放電電壓必須嚴格監(jiān)測控制。目前，鋰電池組均衡充電方法主要有被動均衡和主 動均衡。被動均衡主要是在充電過程中通過均衡電阻給電壓高的單體電池放電，使整組電 池的電壓達到一致。這種方法的缺點在于浪費能源，且由于放電電流的限制，不適合于大容 量的鋰電池組。主動均衡方法有電感和電容兩種方式，都存在電量傳遞效率低和電路復雜 的問題。綜上所述，目前大容量的鋰電池組充電電路存在著能源浪費、電量傳遞效率低、需 要對單體電池進行均衡的缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種節(jié)省能源、電 量傳遞效率高、不需要對單體電池進行均衡的大容量鋰電池組充電電路。本實用新型的技術方案是本實用新型包括AC/DC充電模塊，所述AC/DC充電模塊 的交流輸入端與市電連接，所述AC/DC充電模塊的直流輸出端與所述大容量鋰電池組中的 單體鋰電池連接，所述AC/DC充電模塊的數(shù)量為對應于或者大于所述大容量鋰電池組中的 單體鋰電池的數(shù)量，所述大容量鋰電池組充電電路還包括控制電路，所述控制電路與所述 AC/DC充電模塊及所述大容量鋰電池組中的各單體鋰電池電連接。所述AC/DC充電模塊包括整流模塊、高頻變換器、調(diào)寬方波整流濾波電路，所述控 制電路包括脈寬調(diào)調(diào)制電路、比較器、取樣電路、振蕩器、基準電壓電路、D/A電路、CPU、通訊 電路，所述整流模塊、高頻變換器、調(diào)寬方波整流濾波電路依次電連接，所述整流模塊與市 電連接，所述調(diào)寬方波整流濾波電路與所述大容量鋰電池組中的各單體鋰電池對應連接， 所述脈寬調(diào)調(diào)制電路與所述比較器、振蕩器、高頻變換器電連接，所述比較器與所述取樣電 路、基準電壓電路電連接，所述取樣電路與所述調(diào)寬方波整流濾波電路電連接，所述D/A電 路連接所述CPU和基準電壓電路，所述CPU連接所述高頻變換器、述脈寬調(diào)調(diào)制電路和通訊電路，所述通訊電路與所述AC/DC充電模塊電信號連接。本實用新型的有益效果是由于本實用新型包括AC/DC充電模塊，所述AC/DC充電 模塊的交流輸入端與市電連接，所述AC/DC充電模塊的直流輸出端與所述大容 量鋰電池組 中的單體鋰電池連接，所述AC/DC充電模塊的數(shù)量為對應于或者大于所述大容量鋰電池組 中的單體鋰電池的數(shù)量，所述大容量鋰電池組充電電路還包括控制電路，所述控制電路與 所述AC/DC充電模塊及所述大容量鋰電池組中的各單體鋰電池電連接，所以本實用新型是 一種節(jié)省能源、電量傳遞效率高、不需要對單體電池進行均衡的大容量鋰電池組充電電路。

圖1是本實用新型充電模塊與單體電池連接示意圖；圖2是本實用新型充電模塊與控制電路連接方框圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型包括AC/DC充電模塊1，所述AC/DC充電模塊1的交 流輸入端與市電連接，所述AC/DC充電模塊1的直流輸出端與所述大容量鋰電池組中的單 體鋰電池連接，所述AC/DC充電模塊1的數(shù)量為對應于或者大于所述大容量鋰電池組中的 單體鋰電池的數(shù)量，所述大容量鋰電池組充電電路還包括控制電路2，所述控制電路2與所 述AC/DC充電模塊1及所述大容量鋰電池組中的各單體鋰電池電連接。所述AC/DC充電模塊1包括整流模塊11、高頻變換器12、調(diào)寬方波整流濾波電路 13，所述控制電路2包括脈寬調(diào)調(diào)制電路21、比較器22、取樣電路23、振蕩器24、基準電壓 電路25、D/A電路26、CPU 27、通訊電路28，所述整流模塊11、高頻變換器12、調(diào)寬方波整 流濾波電路13依次電連接，所述整流模塊11與市電連接，所述調(diào)寬方波整流濾波電路13 與所述大容量鋰電池組中的各單體鋰電池對應連接，所述脈寬調(diào)調(diào)制電路21與所述比較 器22、振蕩器24、高頻變換器12電連接，所述比較器22與所述取樣電路23、基準電壓電路 25電連接，所述取樣電路23與所述調(diào)寬方波整流濾波電路13電連接，所述D/A電路26連 接所述CPU 27和基準電壓電路25，所述CPU 27連接所述高頻變換器12、述脈寬調(diào)調(diào)制電 路21和通訊電路28，所述通訊電路28與所述AC/DC充電模塊1電信號連接。目前電動汽車、電網(wǎng)調(diào)峰用電的儲能電站等等綠色能源正在興起，這類應用通常 使用大容量鋰電池組，也需要大功率充電系統(tǒng)，這類系統(tǒng)難以用一個充電模塊去完成，通常 會采用多個充電電源模塊并聯(lián)去完成，同時每節(jié)電池需增加均衡電路。大容量串接鋰電池組的充電，因為充電容量大，充電時的穩(wěn)壓穩(wěn)流要求又比較高， 只能采用多個高頻開關電源充電模塊并聯(lián)輸出來實現(xiàn)，開關電源的內(nèi)部有穩(wěn)壓穩(wěn)流電路， 能保證對電池組充電時先工作在穩(wěn)流狀態(tài)后自動轉(zhuǎn)為穩(wěn)壓狀態(tài)。在此，將電路模式改為針對每節(jié)單體鋰電池進行充電，也就是每節(jié)電池分別用一 個高頻開關電源模塊充電，充電方式仍采用恒流恒壓方式，不需另加均衡充電電路，適合大 電流充電，同時還能增加統(tǒng)一鋰電池溫度監(jiān)測及充放電保護。改用每個充電電源模塊分別對一節(jié)電池充電，整體相當于用串聯(lián)充電的方式，又 可以省去復雜的均衡電路，同樣實現(xiàn)原有功能，降低系統(tǒng)復雜程度。本實施例中充電模塊是用高頻開關方式實現(xiàn)的AC/DC變換模塊，包括交流輸入接口、交流轉(zhuǎn)直流的電隔離功率變換、能穩(wěn)壓穩(wěn)流的充電控制電路、與通訊接口和控制電路相 連接的通訊電路，輸出電壓和輸出電流按單節(jié)鋰電池充電電壓和充電電流的要求而設計， 通訊方式包括485或TCP/IP中的任意一種，通訊線與控制裝置(也可以是一臺計算機)相連 接，接受其指令，統(tǒng)一控制充電模塊的充電電壓、充電電流，統(tǒng)一切換充電與放電控制，控制 電路包含CPU，該CPU接收通訊信號，將下傳的充電電壓電流的設置值轉(zhuǎn)換為模擬量，用于 控制充電模塊的輸出電壓和充電電流；同時還能接收開關機信號，啟動或關閉充電電路的 輸出。充電模塊數(shù)量根據(jù)鋰電池組單體數(shù)量而定。
本實用新型只需保證充電電源模塊的技術參數(shù)一致性，不需再額外監(jiān)測每節(jié)電池 的電壓電流，不需考慮均衡充電，降低充電系統(tǒng)復雜性，節(jié)省充電系統(tǒng)的成本，可廣泛應用 于大容量的鋰電池組充電領域。
權利要求1.一種大容量鋰電池組充電電路，它包括AC/DC充電模塊(1 )，所述AC/DC充電模塊 (1)的交流輸入端與市電連接，所述AC/DC充電模塊(1)的直流輸出端與所述大容量鋰電池 組中對應的單體鋰電池連接，其特征在于所述AC/DC充電模塊(1)的數(shù)量為對應于或者大 于所述大容量鋰電池組中的單體鋰電池的數(shù)量，所述大容量鋰電池組充電電路還包括控制 電路(2 )，所述控制電路(2 )與所述AC/DC充電模塊(1)及大容量鋰電池組中的各單體鋰電 池電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的大容量鋰電池組充電電路，其特征在于所述AC/DC充電 模塊(1)包括整流模塊(11)、高頻變換器(12)、調(diào)寬方波整流濾波電路(13)，所述控制電 路(2)包括脈寬調(diào)調(diào)制電路(21)、比較器(22)、取樣電路(23)、振蕩器(24)、基準電壓電路 (25)、D/A電路(26)、CPU (27)、通訊電路(28)，所述整流模塊(11 )、高頻變換器(12)、調(diào)寬 方波整流濾波電路(13)依次電連接，所述整流模塊(11)與市電連接，所述調(diào)寬方波整流濾 波電路(13)與所述大容量鋰電池組中的對應單體鋰電池連接，所述脈寬調(diào)調(diào)制電路(21) 與所述比較器(22)、振蕩器(24)、高頻變換器(12)電連接，所述比較器(22)與所述取樣電 路(23)、基準電壓電路(25)電連接，所述取樣電路(23)與所述調(diào)寬方波整流濾波電路(13) 電連接，所述D/A電路(26)連接所述CPU (27)和基準電壓電路(25)，所述CPU (27)連接 所述高頻變換器(12)、述脈寬調(diào)調(diào)制電路(21)和通訊電路(28)，所述通訊電路(28)與所述 AC/DC充電模塊(1)電信號連接。
專利摘要本實用新型公開了一種節(jié)省能源、電量傳遞效率高、不需要對單體電池進行均衡的大容量鋰電池組充電電路，它包括對應于或者大于所述大容量鋰電池組中的單體鋰電池數(shù)量的AC/DC充電模塊(1)和控制電路(2)，所述控制電路(2)與所述AC/DC充電模塊(1)及所述大容量鋰電池組中的各單體鋰電池電連接，所述AC/DC充電模塊(1)包括整流模塊(11)、高頻變換器(12)、調(diào)寬方波整流濾波電路(13)，所述控制電路(2)包括脈寬調(diào)調(diào)制電路(21)、比較器(22)、取樣電路(23)、振蕩器(24)、基準電壓電路(25)、D/A電路(26)、CPU(27)、通訊電路(28)，本實用新型可廣泛應用于大容量鋰電池組充電技術領域。
文檔編號H02J7/02GK201877874SQ20102065325
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月11日 優(yōu)先權日2010年12月11日
發(fā)明者李學紅, 童云 申請人:珠海賽迪生電氣設備有限公司