[發(fā)明專利]一種新型蓄電池組充電控制電路及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410559200.0
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104300640A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周攀峰;王青松;李剛;李枝琴
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機(jī)學(xué)院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于蓄電池組能量均衡控制領(lǐng)域，特別是涉及一種新型蓄電池組充電控制電路及其方法。

背景技術(shù)

蓄電池的使用范圍越來越廣泛，而普通的蓄電池單體并不能滿足大功率使用場合的要求，所以產(chǎn)生了蓄電池組，即將不同蓄電池單體進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)，然后作為所需要的系統(tǒng)電源使用，其中蓄電池單體的串聯(lián)在使用中很常見。

盡管選作蓄電池組的蓄電池單體在連接之處的參數(shù)都相同，但是隨著不斷使用，蓄電池中各個單體的性能會逐漸顯現(xiàn)出不一致性，繼續(xù)使用蓄電池組，會造成蓄電池組內(nèi)部各個單體的電壓不一樣，即某些時候蓄電池組中一些蓄電池單體已經(jīng)充滿，但是另一些沒有充滿，傳統(tǒng)的充電方式繼續(xù)充電將會導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部某些單體因過壓或欠壓而損壞，最終會導(dǎo)致蓄電池組的無法正常運(yùn)行。

目前有很多方法解決這個問題，但是普遍現(xiàn)象是，電路簡單的是消耗能量的電路，效率低，電路復(fù)雜的，拓?fù)鋸?fù)雜，因此，實(shí)有必要提出一種新的控制方案，其能夠在充電后期保證蓄電池組中的各個電池單體性能相當(dāng)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種新型蓄電池組充電控制電路及其方法，其能夠在充電后期保證蓄電池組中的各個電池單體性能相當(dāng)，以改進(jìn)現(xiàn)有串聯(lián)蓄電池組中能量的不均衡分布造成的對蓄電池的損害的問題。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種新型蓄電池組充電控制電路，該控制電路包括n個充電控制小組，每個充電控制小組包括兩個電池單體、電感、電容以及第一能量雙向可控的電子開關(guān)、第二能量雙向可控的電子開關(guān)，其中，該第一能量雙向可控的電子開關(guān)與該電感串聯(lián)接于一電池單體的正負(fù)極，該第二能量雙向可控的電子開關(guān)與該電感串聯(lián)接于另一電池單體的正負(fù)極，每個充電控制小組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同，各充電控制小組之間通過該第一能量雙向可控的電子開關(guān)連接該電容相連。

進(jìn)一步地，各能量雙向可控的電子開關(guān)采用脈沖寬度調(diào)制的方式進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，該能量雙向可控的電子開關(guān)為雙背靠背連接的金屬-氧化層半導(dǎo)體場效晶體管或雙背靠背連接的絕緣柵雙極型晶體管或金屬-氧化層半導(dǎo)體場效晶體管與二極管的串聯(lián)或絕緣柵雙極型晶體管與二極管的串聯(lián)。

進(jìn)一步地，該控制電路的電池單體的個數(shù)至少為4個。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種新型蓄電池組充電控制方法，包括如下步驟：

步驟一，依次檢測上下相鄰兩充電控制小組電池電量，根據(jù)兩充電控制小組的電池電量關(guān)系確定各能量雙向可控的電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，以實(shí)現(xiàn)各充電控制小組電池之間的能量平衡；

步驟二，當(dāng)各充電控制小組之間的能量平衡后，再逐個檢測各充電控制小組內(nèi)部上下兩個電池單體的電池電量，根據(jù)上下兩個電池單體的電池電量關(guān)系確定小組內(nèi)部各能量雙向可控的電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，以實(shí)現(xiàn)各電池單體之間的能量平衡。

進(jìn)一步地，步驟一進(jìn)一步包括如下步驟：

當(dāng)檢測到上充電控制小組電池電量多于下充電控制小組電池電量，將上充電控制小組的第二能量雙向可控的電子開關(guān)導(dǎo)通，上充電控制小組電感儲存能量，同時下充電控制小組的電感釋放能量給下充電控制小組的電池單體；

將下充電控制小組的下電池單體的第一能量雙向可控的電子開關(guān)導(dǎo)通；

將所有電子開關(guān)都關(guān)斷。

進(jìn)一步地，步驟二進(jìn)一步包括如下步驟：

當(dāng)檢測到上電池單體能量多于下電池單體，第一能量雙向可控的電子開關(guān)開通，第二能量雙向可控的電子開關(guān)關(guān)斷，電感儲能；

將該第一能量雙向可控的電子開關(guān)關(guān)斷，即第二能量雙向可控的電子開關(guān)開通，電感釋放能量，此時下電池單體從上電池單體獲得能量；

當(dāng)檢測到下電池單體能量多于上電池單體，上述過程反之。

進(jìn)一步地，能量的流動方向由能量雙向可控的電子開關(guān)的占空比決定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種新型蓄電池組充電控制電路及其方法通過將兩個電池單體設(shè)為一組，并利用兩個能量雙向可控的電子開關(guān)與一個電感將兩個電池單體連接，通過變換開關(guān)管的開通時間改變電路的具體工作方式，進(jìn)而改變能量流動的方向，從而解決充電過程中，串聯(lián)蓄電池組中各個單體儲存電量的不一致性，從而延長蓄電池組的壽命。

附圖說明

圖1-1至圖1-4為本發(fā)明中使用的電子開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種新型蓄電池組充電控制電路之較佳實(shí)施例的電路示意圖；

圖3-1至圖3-5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的具體工作情況示意圖；

圖4為本發(fā)明一種新型蓄電池組充電控制方法的步驟流程圖。