專利名稱：蓄電池智能均衡充電方法及智能均衡充電分配器的制作方法
蓄電池智能均衡充電方法及智能均衡充電分配器術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種蓄電池智能均衡充電方法及智能均衡充電分配器，屬于蓄電池均 衡充電術(shù)領(lǐng)域。景技術(shù)現(xiàn)有的蓄電池均衡充電技術(shù)是整體充電結(jié)合均衡管理的充電原則，做到智能化均 衡充電，且獲得了電動車充電市場的認(rèn)可，客戶也比較滿意；電動汽車動力用電池組大多為 單體，容量120AH以上的蓄電池6節(jié)串聯(lián)使用來提供所需牽引動力(考慮到汽車使用的便 捷性，數(shù)汽車廠商配套車載充電器)，相應(yīng)配套的車載智能均衡充電器為72V/30A，車載智 能快速衡充電器為72V/60A等，其功率和體積都很龐大；從市場和客戶的反映情況來看，均 衡充的效果不是十分理想，而且均衡充電器龐大的體積使得整車顯得過于笨重。均衡充電 的方可以進(jìn)一步創(chuàng)新，均衡充電器的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步精簡，并可據(jù)此改觀目前車載智能 均衡電器的一些功能和結(jié)構(gòu)上的不足。明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對目前蓄電池均衡充電領(lǐng)域的不足之處，提出一 種能夠現(xiàn)分時充電，大大減輕電網(wǎng)壓力和動力電池組體積、并可以及時有效的發(fā)現(xiàn)落后電 池，并時調(diào)整循環(huán)充電模式，真正做到一致均衡充電，有效的保證動力電池組的動力性能的 蓄電智能均衡充電方法及智能均衡充電分配器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是該蓄電池智能均衡充電方法，其特征 在于體步驟如下步驟1，智能均衡充電器接入市電后，其內(nèi)的微控單元控制多路可控開關(guān)使動力電 池組單體蓄電池成為獨立斷路狀態(tài)；步驟2，智能均衡充電器進(jìn)行動力電池組各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)的巡檢操作；單 體蓄電狀態(tài)參數(shù)包括單體蓄電池極板溫度，單體蓄電池端電壓和單體蓄電池荷電狀態(tài)。步驟3，智能均衡充電器如果確定動力電池組各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)符合充電要 求，則按照各單體蓄電池荷電狀態(tài)由低到高的順序自動確定分時充電優(yōu)先級并據(jù)此對蓄電 池進(jìn)行序編號，此后智能均衡充電器發(fā)送信號觸發(fā)充電脈沖群模塊進(jìn)行優(yōu)先級最高的單體 蓄電池脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟4;否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟4，充電脈沖周期到，智能均衡充電器檢測此單體蓄電池極板溫度，此單體蓄 電池電壓和流過此單體蓄電池的脈沖充電電流，若其值均未超出預(yù)先設(shè)定的安全閾值，則 智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元控制可控多路開關(guān)進(jìn)入優(yōu)先級次高一級的單體蓄電 池的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟5 ；否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟5，充電脈沖周期到，智能均衡充電器檢測次高一級的單體蓄電池極板溫度， 次高一級的單體蓄電池端電壓和流過次高一級的單體蓄電池的脈沖充電電流，若其值均未 超出預(yù)先設(shè)定的安全閾值，則智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元控制可控多路開關(guān)進(jìn)入 下一級單體電池的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟6 ；否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟6，按照步驟4和步驟5描述的分時充電模式充電，直到所有動力電池組的單體蓄電池分時充電一次循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入分時充電二次循環(huán)，如此往復(fù)，轉(zhuǎn)步驟7 ；步驟7，若智能均衡充電器檢測到動力電池組各單體蓄電池極板溫升變化率，各單 體蓄電池荷電狀態(tài)和各單體蓄電池端電壓在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)一 定時間內(nèi)趨于一致穩(wěn)定并滿足停充條件，則智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元發(fā)出指令 停止觸發(fā)充電脈沖群模塊，充電過程結(jié)束，可控多路開關(guān)全部斷開；否則，轉(zhuǎn)步驟3。步驟8，智能充電器通過液晶顯示確定失效單體蓄電池編號和故障預(yù)警。所述的步驟7各單體蓄電池極板溫升的變化率是，智能均衡充電器通過多次分時 充電循環(huán)判定，并據(jù)此根據(jù)智能均衡充電器內(nèi)微控單元中集成的邏輯算法進(jìn)行單體蓄電池 硫化程度的判斷，同時進(jìn)行單體蓄電池失效預(yù)警。所述的步驟1的可控多路開關(guān)對于動力電池組各單體蓄電池的控制采用充電電 源線和地線的多段開關(guān)控制模式。一種蓄電池智能均衡充電方法用智能均衡充電分配器，其特征在于包括正電源 信號線纜、電源地信號線纜、動力電池組連接線，負(fù)載連接線，可控多路開關(guān)，多節(jié)單體蓄電 池通過動力電池組連接線相連接，每節(jié)單體蓄電池的正負(fù)極通過可控多路開關(guān)與正電源信 號線纜(1)和電源地和信號線纜相連?？煽囟嗦烽_關(guān)為Kl-Kn，多節(jié)單體蓄電池為Bl-Bn，開關(guān)檔位標(biāo)記為⑶1_⑶n，其中 (n = 1、2、3......)。工作過程充電時智能均衡充電分配器通過多芯線纜與智能均衡充電器均衡充電 接口連接，從而實現(xiàn)智能均衡充電器對電池的分時充電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的蓄電池智能均衡充電方法及智能均衡充電分配器所具 有的有益效果是首先，采用本發(fā)明的蓄電池智能均衡充電方法，按照動力電池組各單體蓄電池分 時充電的策略，可以有效減輕電網(wǎng)壓力，尤其方便了客戶對于市電的使用，單體蓄電池具有 充電電壓要求低(12V單體電池，最高充電電壓不超過15V)，可充電電流調(diào)整靈活的特點 (在市電允許的情況下，充電電流可調(diào)整到60Α以上)，且面向單體蓄電池的充電器其總功 率和智能均衡充電器的體積都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于整體充電思路下的智能均衡充電器，一定程度上降 低了智能均衡充電器的生產(chǎn)成本，同時對節(jié)約電能和生產(chǎn)材料也有明顯的效果；其次，采用本發(fā)明的蓄電池智能均衡充電方法用智能均衡充電分配器，通過分時 充電的方式，可以及時有效的發(fā)現(xiàn)落后電池，并實時調(diào)整循環(huán)充電模式，真正做到一致均衡 充電，有效的保證了動力電池組的動力性能。


圖1本發(fā)明蓄電池智能均衡充電方法流程框圖；圖2本發(fā)明智能均衡充電多段開關(guān)充電控制模式結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-2為本發(fā)明的最佳實施例。其中Β1-Β6為單體蓄電池Κ0-Κ7為可控多路開關(guān)⑶1-⑶12為開關(guān)檔位標(biāo)記1為 正電源信號線纜2為電源地信號線纜3為動力電池組連接4為負(fù)載連接線5為電動機(jī)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1-2對本發(fā)明蓄電池智能均衡充電方法及智能均衡充電分配器進(jìn) 行詳細(xì)闡述。如圖1所示本發(fā)明蓄電池智能均衡充電方法的具體控制步驟如下 步驟1，智能均衡充電器接入市電后，其內(nèi)的微控單元控制多路可控開關(guān)使動力電 池組各單體蓄電池成為獨立斷路狀態(tài)；步驟2，智能均衡充電器進(jìn)行動力電池組各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)的巡檢操作；單 體蓄電池狀態(tài)參數(shù)包括單體蓄電池極板溫度，單體蓄電池端電壓和單體蓄電池荷電狀態(tài)。 針對單體蓄電池極板溫度的檢測的目的在于通過智能均衡充電器的多次分時充電循環(huán)判 定動力電池組中各單體蓄電池極板溫升的變化率，并據(jù)此根據(jù)智能均衡充電器內(nèi)微控單元 中集成的邏輯算法進(jìn)行單體蓄電池硫化程度的判斷，同時進(jìn)行單體蓄電池失效預(yù)警。步驟3，智能均衡充電器如果確定動力電池組各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)符合充電要 求，則其按照各單體蓄電池荷電狀態(tài)由低到高的順序自動確定分時充電優(yōu)先級并據(jù)此對蓄 電池進(jìn)行升序編號，此后智能均衡充電器發(fā)送信號觸發(fā)充電脈沖群模塊進(jìn)行優(yōu)先級最高的 單體蓄電池的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟4;否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟4，充電脈沖周期到，智能均衡充電器檢測此單體蓄電池極板溫度，此單體蓄 電池端電壓和流過此單體蓄電池的脈沖充電電流，若其值均未超出預(yù)先設(shè)定的安全閾值， 則智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元控制可控多路開關(guān)進(jìn)入優(yōu)先級次高一級的單體蓄 電池的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟5 ；否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；可控多路開關(guān)具備大電流下工作的高度穩(wěn)健 性，且其對于動力電池組各單體蓄電池的控制既可采用充電電源線和地線的雙路控制，也 可采用充電電源線的單路控制方式。步驟5，充電脈沖周期到，智能均衡充電器檢測次高一級的單體蓄電池極板溫度， 次高一級的單體蓄電池端電壓和流過次高一級的單體蓄電池的脈沖充電電流，若其值均未 超出預(yù)先設(shè)定的安全閾值，則智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元控制可控多路開關(guān)進(jìn)入 下一級單體電池的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟6 ；否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟6，按照步驟4和步驟5描述的分時充電模式充電，直到所有動力電池組的單 體蓄電池分時充電一次循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入分時充電二次循環(huán)，如此往復(fù)，轉(zhuǎn)步驟7 ；步驟7，若智能均衡充電器檢測到動力電池組各單體蓄電池極板溫升變化率，各單 體蓄電池荷電狀態(tài)和各單體蓄電池端電壓在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)一 定時間內(nèi)趨于一致穩(wěn)定并滿足停充條件，則智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元發(fā)出指令 停止觸發(fā)充電脈沖群模塊，充電過程結(jié)束，可控多路開關(guān)全部斷開；否則，轉(zhuǎn)步驟3。步驟8，智能充電器通過液晶顯示確定失效單體蓄電池編號和故障預(yù)警。如圖2所示以6節(jié)單體蓄電池為例本智能均衡充電分配器由可控多路開關(guān)K0-K7，開關(guān)檔位標(biāo)記⑶1-⑶12，正電源 信號線纜1、電源地信號線纜2、動力電池組連接線3，正電源信號線纜1和電源地信號線纜 2為多芯電纜，單體蓄電池B1-B6通過動力電池組連接線3相連接，每節(jié)單體蓄電池的正負(fù) 極通過可控多路開關(guān)K1-K7與正電源信號線纜1和電源地信號線纜2相連，電動機(jī)5通過 負(fù)載連接線4和開關(guān)KO接在相連的單體蓄電池B1-B6的正負(fù)極。
動力電池組中的各單體蓄電池的正負(fù)極通過可控多路開關(guān)脫離負(fù)載電路，并分別 引出一套充電線路，經(jīng)由智能均衡充電分配器接入智能均衡充電器的正負(fù)極，各單體蓄電 池的斷路獨立狀態(tài)由智能均衡充電器內(nèi)的微控單元通過控制可控多路開關(guān)K1-K7的通斷 來控制。此種接線方式同時控制單體蓄電池的正負(fù)接線的通斷，比較適用于動力電池組集 中安放的電動汽車上使用，其負(fù)載線路只由一路可控多路開關(guān)KO控制，負(fù)載運(yùn)行時具有較 高的穩(wěn)健性。本智能均衡充電分配器的具體均衡充電過程如下當(dāng)正電源信號線纜1、多芯電源地信號線纜2分別接入智能均衡充電器的正負(fù)接 口處時，智能均衡充電器內(nèi)的微控單元發(fā)出指令，控制可控多路開關(guān)K0-K7處于斷開狀態(tài)， 當(dāng)智能均衡充電器通過微控單元獲得可控多路開關(guān)K0-K7處于斷開狀態(tài)的電平信號后，便 通過微控單元發(fā)出指令控制可控多路開關(guān)K0-K7的檔位來進(jìn)行各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)的 巡檢操作，具體開關(guān)檔位標(biāo)記與檢測單體蓄電池及可控多路開關(guān)的關(guān)系如表1所示表 權(quán)利要求
1.一種蓄電池智能均衡充電方法，其特征在于具體步驟如下步驟1，智能均衡充電器接入市電后，其內(nèi)的微控單元控制多路可控開關(guān)使動力電池組 各單體蓄電池成為獨立斷路狀態(tài)；步驟2，智能均衡充電器進(jìn)行動力電池組各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)的巡檢操作；單體蓄 電池狀態(tài)參數(shù)包括單體蓄電池極板溫度，單體蓄電池端電壓和單體蓄電池荷電狀態(tài)。步驟3，智能均衡充電器如果確定動力電池組各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)符合充電要求，則 其按照各單體蓄電池荷電狀態(tài)由低到高的順序自動確定分時充電優(yōu)先級并據(jù)此對蓄電池 進(jìn)行升序編號，此后智能均衡充電器發(fā)送信號觸發(fā)充電脈沖群模塊進(jìn)行優(yōu)先級最高的單體 蓄電池的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟4;否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟4，充電脈沖周期到，智能均衡充電器檢測此單體蓄電池極板溫度，此單體蓄電池 端電壓和流過此單體蓄電池的脈沖充電電流，若其值均未超出預(yù)先設(shè)定的安全閾值，則智 能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元控制可控多路開關(guān)進(jìn)入優(yōu)先級次高一級的單體蓄電池 的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟5 ；否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟5，充電脈沖周期到，智能均衡充電器檢測次高一級的單體蓄電池極板溫度，次高 一級的單體蓄電池端電壓和流過次高一級的單體蓄電池的脈沖充電電流，若其值均未超出 預(yù)先設(shè)定的安全閾值，則智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元控制可控多路開關(guān)進(jìn)入下一 級單體電池的脈沖充電，轉(zhuǎn)步驟6 ；否則，轉(zhuǎn)步驟8 ；步驟6，按照步驟4和步驟5描述的分時充電模式充電，直到所有動力電池組的單體蓄 電池分時充電一次循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入分時充電二次循環(huán)，如此往復(fù)，轉(zhuǎn)步驟7 ；步驟7，若智能均衡充電器檢測到動力電池組各單體蓄電池極板溫升變化率，各單體蓄 電池荷電狀態(tài)和各單體蓄電池端電壓在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)各單體蓄電池狀態(tài)參數(shù)一定時 間內(nèi)趨于一致穩(wěn)定并滿足停充條件，則智能均衡充電器通過其內(nèi)的微控單元發(fā)出指令停止 觸發(fā)充電脈沖群模塊，充電過程結(jié)束，可控多路開關(guān)全部斷開；否則，轉(zhuǎn)步驟3。 步驟8，智能充電器通過液晶顯示確定失效單體蓄電池編號和故障預(yù)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池智能均衡充電方法，其特征在于所述的步驟7各單 體蓄電池極板溫升的變化率是，智能均衡充電器通過多次分時充電循環(huán)判定，并據(jù)此根據(jù) 智能均衡充電器內(nèi)微控單元中集成的邏輯算法進(jìn)行單體蓄電池硫化程度的判斷，同時進(jìn)行 單體蓄電池失效預(yù)警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池智能均衡充電方法，其特征在于所述的步驟1的可 控多路開關(guān)對于動力電池組各單體蓄電池的控制采用充電電源線和地線的多段開關(guān)控制 模式。
4.一種蓄電池智能均衡充電方法用智能均衡充電分配器，其特征在于包括正電源信 號線纜(1)、電源地信號線纜O)、動力電池組連接線(3)，負(fù)載連接線0)，可控多路開關(guān)， 多節(jié)單體蓄電池通過動力電池組連接線C3)相連接，每節(jié)單體蓄電池的正負(fù)極通過可控多 路開關(guān)與正電源信號線纜⑴和電源地和信號線纜⑵相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能均衡充電分配器，其特征在于可控多路開關(guān)為Kl-Kn， 多節(jié)單體蓄電池為Bl-Bn，開關(guān)檔位標(biāo)記為⑶1-⑶n，其中(n = 1、2、3……)。
全文摘要
蓄電池智能均衡充電方法及智能均衡充電分配器，屬于蓄電池均衡充電技術(shù)領(lǐng)域。包括如下步驟，智能均衡充電器內(nèi)的微控單元使動力電池組各單體蓄電池成為獨立斷路狀態(tài)；進(jìn)行蓄電池狀態(tài)參數(shù)的巡檢；若參數(shù)符合充電要求，則其按照各單體蓄電池荷電狀態(tài)由低到高的順序自動確定分時充電優(yōu)先級并據(jù)此對蓄電池進(jìn)行升序編號，此后智能均衡充電器發(fā)送信號觸發(fā)充電脈沖群模塊進(jìn)行優(yōu)先級最高的單體蓄電池的脈沖充電。智能均衡充電分配器包括線纜、電連接線和可控多路開關(guān)。具有能夠?qū)崿F(xiàn)分時充電，大大減輕電網(wǎng)壓力和減小動力電池組體積，并可以及時有效的發(fā)現(xiàn)落后電池，并實時調(diào)整循環(huán)充電模式，真正做到一致均衡充電，有效的保證動力蓄電池組的動力性能等優(yōu)點。
文檔編號H02J7/00GK102122740SQ20111000622
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者劉東林, 姜振華, 李為, 高小群, 高述轅 申請人:山東申普交通科技有限公司