[發明專利]電池內阻及充電接受能力動態跟隨的充電系統

有效

• 申請號: 201410555083.0
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104242414A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 秦永振;石國橋;李業林
• 申請（專利權）人: 秦永振
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 張文

技術領域

本發明涉及電池充電器，尤其是電池內阻及充電接受能力動態跟隨的充電系統。

背景技術

隨著社會發展，電動自行車已經成為大眾化的一種交通工具。目前，以鉛酸電池為電能的電動車占絕大部分，電池廠家出產的鉛酸電池的正常使用壽命在200~300次循環，一年保修時間。電動車充電有正負二線串聯整組充電的串聯充電模式和多線并聯獨立充電的并聯充電模式。串聯模式由于電路簡單容易實現，成本很低，所以得到廣泛的普及應用。串聯充電模式的最大缺點是：整組電池中最弱的那些電池最容易被充壞。而且，在電池容量有差異的情況下，每次充到滿電時容易把容量最小的那個電池過充電，造成電池慢性損壞和發脹。

電動車電池組由多個獨立的單個電池組成。并聯充電模式，可以實現對單個電池獨立充電，滿電時不會把容量最小的電池充壞，充電到滿電時，由于是獨立充滿獨立停止，所以不會出現過充損壞容量最小的那些電池。所以單個獨立充電模式比整組串聯充電模式能讓電池的正常使用壽命更長。市場曾經出現過的并聯充電模式有分流式均衡并充模式和獨立電源對獨立電池單充模式。這兩種模式由于延長電池壽命實效性差，所以慢慢被市場淘汰了。

分流式均衡并充模式，雖然采用的并聯充電接口結構。但其原理只是在串聯充結構的基礎上，在每個獨立的電池正負極加了一個過壓負載器。當電池的電壓達到滿電電壓后，凡是超過滿電電壓的那些充電電壓都會被過壓負載所短路消耗掉。由于在充電過程中，容量最小的那個電池上的分流負載最容易發熱，所以為了不產生大量的分流負載損耗和電能浪費，分流均衡并充的分流能力一般都要設計得很小。但是太小的分流作用對電池的均衡效果有限，所以這種結構的容量平衡實效性很差。

用獨立電源對獨立電池進行獨立充電，滿電后停止充電。這是并聯充電結構最有效的方案。但不同電池有不同的受電能力，充電過程不同時間電池的受電能力也會隨時變化，如果只用簡單的恒流、恒壓、多段式充電方法對電池的充電，是很難達到真正安全快速的充滿電。由于電動車的整組電池是以串聯結構對電池進行供電，如果把多個獨立的充電器并聯接入整組串聯結構的電池上，在充電過程，各自的充電器會對鄰近的充電器產生很多干擾電壓，使之不能正常工作。因此，目前市場上仍沒出現成熟的并聯獨立充電模式的電動車充電器。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺點和不足，提供使電池以串聯模式充電或并聯模式充電，而且兩種模式可以同時充電，配合使用各自獨立充電的電池內阻及充電接受能力動態跟隨的充電系統。

本發明是通過以下技術方案予以實現的：

電池內阻及充電接受能力動態跟隨的充電系統，包括單片機總控制和電池充電控制單元、電池；所述電池設置有1個以上，所述電池充電控制單元也設置有1個以上；所述充電單元連接在單片機總控制和電池之間，所述單片機總控制配置成控制電池充電控制單元的電池電路通斷，用于使電池以串聯模式充電或并聯模式充電，而且兩種模式可以同時充電，也可以切換為各自獨立充電。

所述電池充電控制單元配置有單片機控制單元n、測量調整單元n、充電電源n、電壓調整n、電子開關n，所述測量調整單元n配置有晶體三極管、光耦合器、運算放大器；所述單片機控制單元n配置成電池電路通斷控制，當檢測到電池n接入，在電池n電壓處于正常狀態時，使電子開關n進入導通狀態；所述單片機控制單元n配置成充電控制，使測量調整單元n中的光耦合器進入充電狀態；所述單片機控制單元n配置成電流控制，向測量調整單元n中的運算放大器輸出1個基準電流及電壓的PWM信號；所述運算放大器操作成將反饋信號提供給晶體三極管，所述晶體三極管用于將信號傳到光耦合器，所述光耦合器用于輸出PWM信號以控制所述充電電源n中的電壓調整n，所述電壓調整n控制充電電源n輸出電壓及電流，用于調整輸出的充電電流及電壓；所述電流采樣n連接在電池n和單片機控制單元n之間，配置成測量此時間點的電池n電流及電壓大小。