本實(shí)用新型屬于鋰電池串聯(lián)充電技術(shù)，尤其涉及一種鋰電池組串聯(lián)長線充電裝置。

背景技術(shù)：

鋰離子電池是指以兩種不同的能夠可逆嵌入和脫出鋰離子的化合物分別作為電池的正極和負(fù)極的二次電池體系。鋰離子電池具有比能量高、平均放電電壓高、自放電率低、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、移動電話等消費(fèi)數(shù)碼產(chǎn)品中，并在軍事電子裝置包括接收機(jī)、地雷探測器、熱武器裝置，以及航空、航天、軍事裝備等領(lǐng)域。

現(xiàn)有的鋰電池串聯(lián)充電技術(shù)多采用限流恒壓源，通過長電纜對鋰離子電池組充電時，如果鋰離子電池單體電壓離散較大，那么電壓較高的單體就會被過充電。被過充電的鋰離子電池就容易發(fā)生燃燒或爆炸。因此，現(xiàn)有的鋰電池串聯(lián)充電技術(shù)已不能滿足對鋰電池組長距離充電功能的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題：提供一種鋰電池組串聯(lián)長線充電裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)采用限流恒壓源對長電纜對鋰離子電池組充電時，如果鋰離子電池單體電壓離散較大，那么電壓較高的單體電池就會被過充電，導(dǎo)致被過充電的鋰離子電池發(fā)生燃燒或爆炸等技術(shù)問題。

本實(shí)用新型技術(shù)方案：

一種鋰電池組串聯(lián)長線充電裝置，它包括供電模塊，供電模塊與控制電源模塊的電源輸入端和交流固態(tài)繼電器常開觸點(diǎn)電壓輸入端導(dǎo)線連接，交流固態(tài)繼電器的常開觸點(diǎn)電壓輸出端與程控電源控制端導(dǎo)線連接，程控電源電壓輸出端與單體電池充電輸入端導(dǎo)線連接，單體電池正負(fù)端與第一、第二控制器模擬量輸入端導(dǎo)線連接，第一、第二控制器輸出端與交流固態(tài)繼電器控制端導(dǎo)線連接。

所述供電模塊包括交流電源，交流電源與熱敏電阻連接，熱敏電阻與電源保險絲連接，電源保險絲與電源開關(guān)連接，電源開關(guān)與濾波器連接。

程控電源通過RS422通信電纜與第一、第二控制器連接。

第一控制器與液晶顯示屏導(dǎo)線連接。

第一、第二控制器以微控制器C8051F060-GQ為核心組成。

所述第一、第二控制器輸出端與交流固態(tài)繼電器控制端導(dǎo)線連接，其連接結(jié)構(gòu)為：第一第二控制器的輸出端串聯(lián)后與交流固態(tài)繼電器控制端連接。

本實(shí)用新型有益效果：

本實(shí)用新型采用微控制器C8051F060-GQ為核心，通過二個微控制器C8051F060-GQ對單體電池充電進(jìn)行控制，采用二個微控制器進(jìn)行分工協(xié)作，形成雙重保護(hù)，當(dāng)一個控制器損壞時，另一個控制器即可停止充電，對電池進(jìn)行保護(hù)，本實(shí)用新型采用程控電源對單體電池進(jìn)行一對一充電，通過控制器實(shí)時監(jiān)測單體電池的空載電壓，當(dāng)空載電壓到達(dá)額定電壓時，停止充電，防止單體電池被過充，解決了現(xiàn)有技術(shù)采用限流恒壓源對長電纜對鋰離子電池組充電時，如果鋰離子電池單體電壓離散較大，那么電壓較高的單體電池就會被過充電，導(dǎo)致被過充電的鋰離子電池發(fā)生燃燒或爆炸等技術(shù)問題。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1對8個單體電池進(jìn)行充電接線示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2對4個單體電池進(jìn)行充電接線示意圖。

具體實(shí)施方式：

一種鋰電池組串聯(lián)長線充電裝置（如圖1），它包括供電模塊，供電模塊與控制電源模塊的電源輸入端和交流固態(tài)繼電器常開觸點(diǎn)電壓輸入端導(dǎo)線連接，交流固態(tài)繼電器的常開觸點(diǎn)電壓輸出端與程控電源控制端導(dǎo)線連接，程控電源電壓輸出端與單體電池充電輸入端導(dǎo)線連接，單體電池正負(fù)端與第一、第二控制器模擬量輸入端導(dǎo)線連接，第一、第二控制器輸出端與交流固態(tài)繼電器控制端導(dǎo)線連接。

所述供電模塊包括交流電源，交流電源與熱敏電阻連接，熱敏電阻與電源保險絲連接，電源保險絲與電源開關(guān)連接，電源開關(guān)與濾波器連接。

熱敏電阻主要起到抗浪涌的作用，提高裝置的可靠性和耐用性。

濾波器起到過濾干擾的作用。

程控電源通過RS422通信電纜與第一、第二控制器連接，控制器通過RS422對程控電源進(jìn)行控制。

第一控制器與液晶顯示屏導(dǎo)線連接，對信號進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

第一、第二控制器分別以微控制器C8051F060-GQ為核心，增加必要的外圍電路組成。

所述第一、第二控制器輸出端與交流固態(tài)繼電器控制端導(dǎo)線連接，其連接結(jié)構(gòu)為：第一第二控制器的輸出端串聯(lián)后與交流固態(tài)繼電器控制端連接。

當(dāng)任意控制器損壞時，交流固態(tài)繼電器的控制端沒有信號輸入，交流固態(tài)繼電器的常開觸點(diǎn)斷開，禁止給單體電池充電，以起到保護(hù)單體電池的作用。

它的控制方法，包括：

步驟1、電源開關(guān)打開，第一、第二控制器初始化并自檢；

步驟2、第一第二控制器自檢完成后輸出控制信號導(dǎo)通交流固態(tài)繼電器，并通過第一控制器發(fā)送開機(jī)指令給程控電源，并對程控電源的返回指令進(jìn)行處理確定程控電源的開機(jī)狀態(tài)；

步驟3、第一控制器檢測單體電池空載電壓值，當(dāng)空載電壓值大于單體電池額定電壓則禁止充電，當(dāng)空載電壓值小于單體電池額定電壓則允許充電；

步驟4、允許充電時，第一控制器控制程控電源輸出額定電壓對單體電池充電，并啟動充電定時器；

步驟5、第一控制器與第二控制器進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并發(fā)允許測壓信號給第二控制器檢測單體電池空載電壓，當(dāng)單體電池空載電壓大于單體電池額定電壓則關(guān)斷交流固態(tài)繼電器，當(dāng)單體電池空載電壓小于單體電池額定電壓則允許繼續(xù)充電。

步驟5中第二控制器檢測單體電池空載電壓完畢后，向第一控制器發(fā)送一個完畢信號，第一控制器收到完畢信號，則繼續(xù)對單體電池進(jìn)行充電。

步驟5中完畢信號超時，則發(fā)出失聯(lián)報警信號。

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，特通過實(shí)施例1和2對本實(shí)用新型進(jìn)行技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：

實(shí)施例1：如圖2，對8組單體電池進(jìn)行充電：

本實(shí)施例圖中：充電控制板為第一控制器，二級保護(hù)板為第二控制器，各單體電壓信號線組為接線端子排。

電源開關(guān)設(shè)置為“開”后，充電控制板和二級保護(hù)板開始工作，均由控制電源輸出+12V供電。

交流固態(tài)繼電器為常開型，導(dǎo)通控制信號的負(fù)端由控制電源的輸出12V地提供，導(dǎo)通控制信號的正端由控制電源的輸出+12V經(jīng)充電控制板和二級保護(hù)板上的光耦受光端串聯(lián)控制，可獨(dú)立控制固態(tài)繼電器的關(guān)斷，但交流固態(tài)繼電器的導(dǎo)通需要充電控制板和二級保護(hù)板共同控制。

二級保護(hù)板在完成初始化后，首先完成微控制器C8051F060-GQ系統(tǒng)初始化（時鐘、IO口、AD等），其次進(jìn)行基準(zhǔn)電壓測量和判斷，如正常則導(dǎo)通交流固態(tài)繼電器，然后循環(huán)等待充電控制板發(fā)送的允許采集單體電壓信號；如異常則有充電控制板控制液晶顯示屏顯示各程控電源開機(jī)故障信息。

充電控制板在完成初始化后，首先完成微控制器C8051F060-GQ系統(tǒng)初始化（時鐘、IO口、AD、UART0、T0等）和液晶顯示屏初始化，其次進(jìn)行基準(zhǔn)電壓測量和判斷，自檢正常表示控制板上（+12V、3.3V等工作電源正常，測量回路正常）。

充電控制板自檢正常后，導(dǎo)通交流固態(tài)繼電器，1#～8#程控電源的交流輸入為220V；由充電控制板發(fā)開機(jī)指令給8個程控電源，并對各程控電源的返回指令進(jìn)行處理，判斷是否呈開機(jī)狀態(tài)，如異常則控制液晶顯示屏顯示開機(jī)故障信息。

由充電控制板依次控制1#～8#程控電源輸出電壓為2V，當(dāng)充電裝置連接電池組時不影響充電功能；當(dāng)充電裝置連接檢定電纜時，便于產(chǎn)品各參數(shù)檢定。

由充電控制板完成電池組各單體空載電壓的測量，如存在單體電壓過充則進(jìn)入過充程序模塊，以保護(hù)鋰電池充電安全；如各單體空載電壓正常，則根據(jù)最高單體電壓進(jìn)行充電時間和禁止充電時間設(shè)定，以提高充電效率。

充電控制板控制1#～8#程控電源輸出額定電壓對電池組進(jìn)行充電，并啟動定時器；當(dāng)充電時間到后（視單體空載電壓最高值而定），控制1#～8#程控電源輸出2V，停止充電。由充電控制板發(fā)送允許采集單體電壓信號給二級保護(hù)板，充電控制板進(jìn)行各單體空載電壓值測量，并判斷是否存在單體電壓過充，如過充則關(guān)斷交流固態(tài)繼電器。

二級保護(hù)板在收到允許采集單體電壓信號后，進(jìn)行各單體空載電壓值測量，并判斷是否存在單體電壓過充，如過充則關(guān)斷交流固態(tài)繼電器，測量完畢后反饋給充電控制板一個采集單體空載電壓完畢信號。

充電控制板循環(huán)等待二級保護(hù)板反饋的采集單體空載電壓完畢信號，若超時則進(jìn)入失聯(lián)故障信息模塊。若正常收到二級保護(hù)板反饋的采集單體空載電壓完畢信號，則繼續(xù)對電池組進(jìn)行充電。

本實(shí)用新型設(shè)有雙重過充保護(hù)等功能模塊，以保證鋰電池組的長線安全充電。

實(shí)施例2：如圖3所示，某彈上鋰電池充電裝置，兼容1.5m和9m長電纜的4單體串聯(lián)充電。

本實(shí)施中所述的充電控制板為第一控制器，二級保護(hù)板為第二控制器，各單體電壓信號線組為接線端子排。具體工作過程同實(shí)施例1。