[發明專利]一種鋰電池快速充放電裝置及方法

有效

• 申請號: 201611051898.0
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106712159B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 李駿
• 申請（專利權）人: 廣州達天計算機科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 任媛

1.一種鋰電池快速充放電裝置，其特征在于：包括可充電鋰電池組、MCU主控系統、DC-DC升壓模塊、電池保護模塊、鋰電池充電模塊、充電選擇模塊、放電管理模塊以及采樣電阻；

所述MCU主控系統分別與DC-DC升壓模塊以及鋰電池充電模塊相連；所述采樣電阻分別連接至電池保護模塊和可充電鋰電池組；所述DC-DC升壓模塊連接至所述鋰電池充電模塊；所述鋰電池充電模塊與可充電鋰電池組的輸入端相連；所述可充電鋰電池組的輸出端連接至所述放電管理模塊；

所述MCU主控系統用于控制所述電池保護模塊、DC-DC升壓模塊、鋰電池充電模塊以及放電管理模塊工作；

所述充電選擇模塊的輸入端包括有用于連接外部電源適配器的15V輸入端、用于連接USB電源的5V輸入端以及用于連接汽車點煙器的12V輸入端；所述充電選擇模塊用于識別外部電源的類型，通過判斷結果選擇普通充電模式或快速充電模式；

所述鋰電池充電模塊用于對可充電鋰電池組進行充電；

所述鋰電池充電模塊包括預充電控制單元、恒流充電控制單元以及恒壓充電控制單元；

所述預充電控制單元用于當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組中單塊鋰電池電壓小于3.0V時對其進行預充電，其充電電流大小為恒流充電電流的1/6；

所述恒流充電控制單元用于當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組中單塊鋰電池電壓大于3.0V時對其進行恒流充電，其充電電流大小為4A至6A可調；

所述恒壓充電控制單元用于當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組電壓中單塊鋰電池電壓等于充電截止電壓時對其進行恒壓充電，當其充電電流大小從恒流充電電流減小至恒流充電電流的1/8時停止充電；

所述MCU主控系統包括充電電流調節模塊，用于通過調節PMW的占空比的方式調整脈沖輸出的充電電流；

所述MCU主控系統、電池保護模塊、采樣電阻以及可充電鋰電池組構成回路用于對可充電鋰電池組進行過充、過放、過流的保護；

當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組中單塊鋰電池電壓在3.0V至4.2V范圍內時，MCU主控系統控制電池保護模塊停止工作，使可充電鋰電池組進行正常充電；

當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組中單塊鋰電池電壓大于4.35V時，MCU主控系統控制電池保護模塊進行過充保護；

當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組中單塊鋰電池電壓小于2.30V時，MCU主控系統控制電池保護模塊進行過放保護；

當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組的充電電流大于6A時，MCU主控系統控制電池保護模塊進行過流保護。

2.根據權利要求1所述的一種鋰電池快速充放電裝置，其特征在于：

所述放電管理模塊的輸出端包括有1A電流輸出端、2A電流輸出端以及2.4A電流輸出端；

所述放電管理模塊用于識別外部用電設備的類型，通過判斷結果選擇1A或2A或2.4A對外部用電設備進行放電。

3.根據權利要求1所述的一種鋰電池快速充放電裝置，其特征在于：所述MCU主控系統還包括電池電量檢測模塊并連接有LED指示燈，用于計算可充電鋰電池組的充電和放電的容量，通過所述LED指示燈提示可充電鋰電池組的當前剩余電量。

4.根據權利要求1所述的一種鋰電池快速充放電裝置，其特征在于：所述DC-DC升壓模塊用于將電壓為5V的外接電源提升至12V。

5.根據權利要求1所述的一種鋰電池快速充放電裝置，其特征在于：所述可充電鋰電池組為單塊鋰電池容量范圍在2000mAH至2200mAH之間，共包括2塊或3塊電池，所述單塊鋰電池間的連接方式為串聯。

6.一種鋰電池快速充放電方法，其特征在于：在權利要求1～5中任一權利要求的裝置上運行，充電方法的步驟如下：

步驟S1：當充電選擇模塊檢測到外部電源接入時，自動判斷所述外部電源的類型，并根據類型的不同選擇普通充電模式或快速充電模式；

步驟S2：若步驟S1中的選擇為普通充電模式，則利用DC-DC升壓模塊將其升壓至12V后，通過MCU主控系統控制鋰電池充電模塊對可充電鋰電池組進行電流大小1A的恒流充電；

步驟S3：若步驟S1中的選擇為快速充電模式，則通過MCU主控系統檢測可充電鋰電池組中單塊鋰電池的電壓大小；

步驟S4：當步驟S3中檢測到的單塊鋰電池電壓小于3.0V時對其進行預充電，其充電電流大小為恒流充電電流的1/6；當步驟S3中檢測到的單塊鋰電池電壓大于3.0V時對其進行恒流充電，其充電電流大小為4A至6A可調；當步驟S3中檢測到的單塊鋰電池電壓等于充電截止電壓時對其進行恒壓充電，當其充電電流大小從恒流充電電流減小至恒流充電電流的1/8時停止充電；

所述步驟S3中當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組中單塊鋰電池電壓大于4.35V時對其進行過充保護，當MCU主控系統檢測到可充電鋰電池組中單塊鋰電池電壓小于2.30V時對其進行過放保護。