[發(fā)明專利]一種蓄電池電壓平衡裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310040831.7
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103117576A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李晶;李杲;張仲;羅文科;裴浩;茍劍;周登勇;許昭德
• 申請（專利權(quán)）人: 四川電力科學(xué)研究院;四川省電力公司綿陽電業(yè)局;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種蓄電池組充電裝置，特別是應(yīng)用鉛酸電池，鋰電池，鎳鎘電池等串聯(lián)電池組的電壓檢測及電壓均衡充、放電智能裝置。

背景技術(shù)

在電力操作電源、通訊電源、ＵＰＳ電源等系統(tǒng)中都使用到了蓄電池組，且蓄電池組要求一定是在線的，正常運(yùn)行時要處于浮充電狀態(tài)，但由于電池本身特性并不一致，比如自放電速度不一樣，長期浮充電時就會造成本組電池中，有的電池容量多，有的電池容量少，而蓄電池組的容量等于本組的最小容電池的容量；等到事故放電時電池組就不能放出標(biāo)稱的容量。由于浮充電壓的存在，電池組所有電池一直都處于充電狀態(tài)，理想情況下，即所有電池特性一樣時，充電電流正好等于電池自放電電流，從而使整組電池一只保持在滿容量狀態(tài)；但是所有單個電池的特性并不完成一致，在相同的浮充電流下，自放電小的電池一直處于過充狀態(tài)，自放電大的電池一直處于欠充狀態(tài)。長期下去過充的電池就會電解水，使電解液減少；欠充的電池就會酸化，并出現(xiàn)結(jié)晶體；永久性的損壞電池。

雖然定期對電池組進(jìn)行均衡充電操作，可以緩解這種情況，但是這時有的電池已是處于欠充電狀態(tài)了，要把整組電池充滿，過充電的電池要充入更多的電量，這樣欠充電的電池才能充滿，這樣對過充的電池也是有損害的。這就要求實時的對過充電的電池進(jìn)行放電操作，對欠充電的電池進(jìn)行補(bǔ)充電操作，隨時保持電池組每只電池時刻處于滿電狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種實時監(jiān)測蓄電池電壓，自動對單只過充蓄電池進(jìn)行放電，對單只欠充蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電的蓄電池電壓平衡裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種蓄電池電壓平衡裝置，包括單片機(jī)，與單片機(jī)連接的蓄電池充電控制電路，還具有，

蓄電池管理芯片：通過SPI總線與所述單片機(jī)連接；

蓄電池電壓采集電路：相互串聯(lián)的多個蓄電池組成蓄電池組，蓄電池組中的每個蓄電池的正極分別與蓄電池管理芯片連接；

蓄電池放電控制電路：每個蓄電池的正極與一個P型MOSFET的源極D連接，該蓄電池的負(fù)極串接一個放電電阻后接于該P(yáng)型MOSFET的漏極S，該P(yáng)型MOSFET的柵極G與蓄電池管理芯片連接。

所述單片機(jī)型號為STM32F100，蓄電池的型號為LTC6802；單片機(jī)STM32F100引腳PB12~PB15分別連接到蓄電池管理芯片LTC6802；所述蓄電池組由12個蓄電池B1~B12串聯(lián)組成，蓄電池B1~B12的正極分別連接到蓄電池管理芯片LTC6802的引腳C12~C1；蓄電池管理芯片LTC6802的引腳S1~S12分別連接對應(yīng)P型MOSFET的柵極G。

所述蓄電池充電控制電路為：單片機(jī)STM32F100的引腳PB8與三極管2N4403的基極連接，三極管2N4403的發(fā)射極接于整流器AC/DC的+5V輸出端，單片機(jī)STM32F100的引腳PA9~P12分別與譯碼芯片CD4028輸入端連接，譯碼芯片CD4028的12個輸出端分別串接一個繼電器的線圈后均接于三極管2N4403的集電極，分別與繼電器K1~K12一一對應(yīng)的蓄電池B1~B12中，上一極蓄電池B1的正、負(fù)極分別接于繼電器K1的一對常開觸點，繼電器K1的兩個公共端分別接于整流器AC/DC的2.35V的正、負(fù)輸出端，繼電器K1的一對常閉觸點分別接于下一級蓄電池B2對應(yīng)的繼電器K2的兩個公共端。

還具有主機(jī)和液晶顯示器，該液晶顯示器與主機(jī)連接；所述單片機(jī)經(jīng)通訊端口與該主機(jī)連接。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本裝置可以對每只蓄電池進(jìn)行實時放電、充電，并對放電電流時行了限制，系統(tǒng)異常時能斷開放電回路，避免由于操作或裝置異常時對電池過放電；對充電電壓、電流進(jìn)行了限制，電壓最高不超過單只電池的浮充電壓或安全充電電壓，裝置異常時并能可靠斷開充電回路，避免由于操作或裝置異常時對電池過充電。

2、通過監(jiān)測蓄電池的電壓，溫度實時對蓄電池組進(jìn)行均衡，使電池組的電池時刻處于滿充狀態(tài)，可以有效延長電池定期均充的時間，最大限度的提高電池組的壽命。

蓄電池組充電時，對過充電池進(jìn)行放電保護(hù)電池，蓄電池組放電時，只對容量低的電池進(jìn)行充電，不對容量過多的電池放電，使整組蓄電池放出容量提高。

3、本發(fā)明實施例提供一種電池組單節(jié)電池電壓監(jiān)測的自動裝置，由于采用了專業(yè)的串聯(lián)電池電壓采集芯片，避免了傳統(tǒng)的采用電阻分壓法采集誤差大的問題，以及傳統(tǒng)的繼電器切換法采集速度慢、可靠性低、設(shè)置體積大、噪音大等問題。從而保證了電壓采集的精度，長期工作的可靠性，本裝置具有體積小，噪音小，采集迅速，控制實時的特點。