一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池的充電方法，具體涉及一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在新能源汽車中，需要將動力電池的電壓轉(zhuǎn)換成低壓電，給鉛酸蓄電池充電，當(dāng)前最普遍的做法是使用DC-DC電源模塊，給蓄電池供直流電，但在充電時，一般是恒壓充電，鉛酸蓄電池的允電方法目前主要有恒流、恒壓、恒壓限流、脈沖充電。
[0003]以下主要將幾種充電模式作對比:
[0004]1.恒流充電
[0005]恒流充電方式是一種簡單的充電方法。但是，恒流充電有其局限性:對電池過充電就會造成電池壽命的縮短，而過小電流又會延長充電時間。
[0006]2.恒壓充電
[0007]恒壓充電用簡單的控制方法很容易就能實(shí)現(xiàn)。在充電的初始階段，由于電池的電壓很低而造成充電電流很大，這對電池會造成損害。當(dāng)電池電壓達(dá)到一定值之后，電流就會隨之減小。這種充電方法的缺點(diǎn)就是會造成溫度上升和電池的壽命減少，并且在開始時電流很大。而后來快充滿時電流又很小，就無法充分利用充電器的容量。
[0008]3.恒壓限流法
[0009]恒壓限流法實(shí)際上是將恒壓充電和恒流充電相結(jié)合，又可稱為混合充電法。在充電開始階段，由于電池電壓過低，為避免電流過大而損壞電池，就采用恒流充電法來限制充電電流。但電壓達(dá)到預(yù)定值時，進(jìn)入恒壓充電方式。恒壓限流方式是大多數(shù)電池廠商推薦的充電方式。由于蓄電池充電電壓較低，充電后期電流很小.因此電解液中產(chǎn)生的氣泡很少，可以節(jié)省電能、降低蓄電池的溫升，避免損壞電池的極板。恒壓限流方式是一種很有效的充電方式，加上過充判斷、浮充控制、溫度補(bǔ)償?shù)染涂梢孕纬梢粋€簡單的充電管理系統(tǒng)，蓄電池可以在這個系統(tǒng)下更好地工作。
[0010]4.脈沖充電
[0011]在充電過程中，只要充電電流不超過蓄電池可接受的電流，蓄電池內(nèi)部就不會產(chǎn)生大量的氣泡。蓄電池中產(chǎn)生的極化現(xiàn)象會阻礙充電，并且使出氣率和溫升顯著升高。因此，極化電壓是影響充電速度的重要因素。用周期性的脈動電流給電池充電可以使電池有時間恢復(fù)其原來狀態(tài)，減小極化現(xiàn)象的影響，解決快速充電面臨的難題。但是目前這種充電方式還在研宄階段，對于采用多大的脈沖周期，占空比又是多少之類的具體問題還沒有一個定論。
[0012]基于以上分析，目前這四種充電方式都不是最優(yōu)的充電方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了解決現(xiàn)有方法鉛酸蓄電池充電效率高和電池壽命高不能同時滿足的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池充電模式可調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方法，解決上述技術(shù)問題的具體技術(shù)方案如下:
[0014]在對鉛酸蓄電池進(jìn)行充電時，可根據(jù)電池的狀況，通過反饋環(huán)來調(diào)節(jié)其輸出的電壓或者是電流，通過選擇電流反饋或電壓反饋來實(shí)現(xiàn)恒流充電或者恒壓充電。
[0015]具體操作步驟:
[0016]步驟一、控制器檢測電池電壓；
[0017]步驟二、比較電池電壓與電壓閾值的大小，若電池電壓小于閾值，執(zhí)行步驟三，否則執(zhí)行步驟六；
[0018]步驟三、控制器控制選通器件選擇對應(yīng)的充電電流做主回路的反饋；
[0019]步驟四、選擇充電電流；
[0020]步驟五、對蓄電池進(jìn)行恒流充電，并回到步驟一。
[0021]步驟六、控制器控制選通器件選擇對應(yīng)的電壓做主回路的反饋；
[0022]步驟七、輸出穩(wěn)定電壓；
[0023]步驟八、對蓄電池進(jìn)行恒壓充電，并回到步驟一。
[0024]進(jìn)一步，本發(fā)明通過選擇⑶4051的導(dǎo)通引腳來改變反饋點(diǎn)。
[0025]進(jìn)一步，本發(fā)明DCDC變換器的反饋使用電壓反饋和電流反饋兩種模式。
[0026]進(jìn)一步，本發(fā)明D⑶C變換器的電流檢測轉(zhuǎn)化為電壓，做主回路反饋。
[0027]進(jìn)一步，本發(fā)明所述電流反饋通過取不同反饋點(diǎn)來改變恒流充電的電流值。
[0028]本發(fā)明的有效效益是解決了鉛酸蓄電池進(jìn)行充電模式問題，根據(jù)電池的狀況，智能選擇恒流充電或者是恒壓充電的充電模式。通過【背景技術(shù)】的介紹，使用恒流或者恒壓給電池充電，都會有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但是在充電過程中結(jié)合兩種充電模式，通過軟件設(shè)計(jì)，使用先恒流，后恒壓的模式，對電池壽命和充電效率方面，都會比單純的使用恒流和恒壓優(yōu)勢更明顯。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明方法的流程圖；
[0030]圖2是CD4051的真值表；
[0031]圖3是本發(fā)明的電壓反饋模塊；
[0032]圖4是本發(fā)明的電流檢測模塊A ；
[0033]圖5是本發(fā)明的反饋和控制回路；
[0034]圖6是本發(fā)明的電流檢測模塊B。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。需要說明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以幫助理解本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明提供了兩種充電模式。設(shè)置電壓閾值，在DC-DC工作時，控制器檢測電池電壓，比較當(dāng)前電池電壓值與電池的電壓閾值大小，若電池電壓小于電壓閾值，控制器控制選通器件CD4051芯片選擇對應(yīng)的充電電流作為主回路的反饋，選擇充電電流，并使用恒流模式進(jìn)行充電，使系統(tǒng)穩(wěn)定；若電池電壓大于電壓閾值，控制器控制選通器件CD4051芯片選擇輸出電壓作為主回路的反饋，使輸出電壓穩(wěn)定，以恒壓模式充電。
[0037]具體操作步驟:
[0038]步驟一、控制器檢測電池電壓；
[0039]步驟二、比較電池電壓與電壓閾值的大小，若電池電壓小于閾值，執(zhí)行步驟三，否則執(zhí)行步驟六；
[0040]步驟三、控制器控制選通器件選擇對應(yīng)的充電電流做主回路的反饋；
[0041]步驟四、選擇充電電流；
[0042]步驟五、對蓄電池進(jìn)行恒流充電，并回到步驟一。
[0043]步驟六、控制器控制選通器件選擇對應(yīng)的電壓做主回路的反饋；
[0044]步驟七、輸出穩(wěn)定電壓；
[0045]步驟八、對蓄電池進(jìn)行恒壓充電，并回到步驟一。
[0046]如圖2所示，是本發(fā)明中使用的選通器件⑶4051的真值表。⑶4051有8個輸入端口，3個控制端口，I個輸出端口，在工作時，芯片會根據(jù)控制端口的邏輯來判斷輸出端口是8路輸入端口中的那一路。利用CD4051的選通特性，在其0-7這8個輸入端口中送入不同的電流檢測信號和電壓型號，就可以通過改變3個控制端口的狀態(tài)，來選擇不同的輸入電流和電壓信號，從而實(shí)現(xiàn)恒流模式和恒壓模式的切換。
[0047]電流信號是通過電壓型霍爾傳感器檢測的電壓信號，通過電阻分壓得到不同的電壓值，每一個電壓值對應(yīng)一個充電電流值，通過CD4051的選通特性，選擇不同的電流進(jìn)行充電。
[0048]如圖3所示，是本發(fā)明的電壓反饋模塊，包括光耦(301)和可控精密穩(wěn)壓源TL431(302)o該模塊通過TL431(302)提供基準(zhǔn)電壓，通過調(diào)整光耦導(dǎo)通電流來調(diào)節(jié)U-FK的電壓值，來控制驅(qū)動信號的占空比。
[0049]如圖4所示，是本發(fā)明的電流檢測模塊。該模塊通過電壓型霍爾傳感器，將輸出電流信號變換為電壓信號，將電壓信號通過不同的電阻402、403進(jìn)行分壓，得到不同的電壓值，通過運(yùn)放401，對此電壓進(jìn)行反饋，使電流值一直保持為固定值，輸出恒定電流。此時DCDC變換器的電壓就為電池的端電壓，實(shí)現(xiàn)恒流充電。
[0050]如圖5所示，是本發(fā)明的反饋和控制回路模塊。該模塊通過將電流或者電壓的反饋信號送入SG3525 (501)，此芯片內(nèi)部有一個比較器，并有一個基準(zhǔn)電壓，送入的反饋信號和基準(zhǔn)電壓比較，對驅(qū)動脈沖的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0051]如圖6所示，是本發(fā)明的⑶4051 (606)的選通模塊。該模塊通過電阻601—605將電流信號轉(zhuǎn)換成不同的電壓信號，送入CD405U606)的不同引腳，進(jìn)行不同的充電電流選通，3個控制腳A，B, C為控制芯片給出的信號，來選擇導(dǎo)通通道，以選擇恒流或者恒壓方式充電。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，通過改變電路的反饋環(huán)路來改變充電模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法的具體步驟為: 步驟一、控制器檢測電池電壓； 步驟二、比較電池電壓與電壓閾值的大小，若電池電壓小于閾值，執(zhí)行步驟三，否則執(zhí)行步驟六； 步驟三、控制器控制選通器件選擇對應(yīng)的充電電流做主回路的反饋； 步驟四、選擇充電電流； 步驟五、對蓄電池進(jìn)行恒流充電，并回到步驟一； 步驟六、控制器控制選通器件選擇對應(yīng)的電壓做主回路的反饋； 步驟七、輸出穩(wěn)定電壓； 步驟八、對蓄電池進(jìn)行恒壓充電，并回到步驟一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，通過選擇⑶4051的導(dǎo)通引腳來改變反饋點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，DCDC變換器的反饋使用電壓反饋和電流反饋兩種模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，DCDC變換器的電流檢測轉(zhuǎn)化為電壓，做主回路反饋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述電流反饋通過取不同反饋點(diǎn)來改變恒流充電的電流值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池多模式充電的實(shí)現(xiàn)方法，在DC-DC工作時，控制器檢測電池電壓，比較當(dāng)前電池電壓值與電池的電壓閾值大小，若電池電壓小于電壓閾值，控制器控制選通器件CD4051芯片選擇對應(yīng)的充電電流作為主回路的反饋，選擇充電電流，并使用恒流模式進(jìn)行充電，使系統(tǒng)穩(wěn)定；若電池電壓大于電壓閾值，控制器控制選通器件CD4051芯片選擇輸出電壓作為主回路的反饋，使輸出電壓穩(wěn)定，以恒壓模式充電。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對鉛酸蓄電池進(jìn)行充電時，根據(jù)電池的狀況，智能選擇恒流充電或者是恒壓充電的充電模式，從而在實(shí)現(xiàn)充電時間短的同時又能保護(hù)電池，延長電池的使用壽命。
【IPC分類】H02J7-00, H01M10-44
【公開號】CN104868540
【申請?zhí)枴緾N201510245480
【發(fā)明人】牛斌, 陳志輝, 李順章
【申請人】武漢合康動力技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月14日