[發明專利]鋰離子電池組中單串電池自動均衡充電電路及充電方法

在審

• 申請號: 202110928620.1
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113839436A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 韓成見;王勇;任士界;孫浩
• 申請（專利權）人: 山東精工電源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 崔振旺

本發明涉及一種鋰離子電池組中單串電池自動均衡充電電路及其充電的方法，屬于鋰電池充電領域。本發明采用的技術方案是，包括PLC控制器、人機交互顯示屏和充電電路，人機交互顯示屏和PLC控制器的交互接口相連接。充電電路包括與交流市電相連的連接插頭、交流斷路器、電池類型選擇繼電器、充電電流選擇繼電器、充電器和充電繼電器，交流斷路器的火線、電池類型選擇繼電器、充電電流選擇繼電器和充電器相串聯。通過人機交互顯示屏對電芯和充電電流進行選擇，可切換不同充電倍率，達到單串電芯自動均衡充電目的。單串電芯的充電效率提升快。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池組中單串電池自動均衡充電電路及其充電的方法，屬于鋰電池充電領域。

背景技術

隨著鋰離子電池的迅速發展,鋰離子電池組的應用范圍也在不斷擴展,目前常用的鋰離子電池有磷酸鐵鋰和三元鋰兩種；但是受鋰離子生產工藝的影響，鋰離子的電壓、容量的一致性問題不能得到根本的解決，隨著鋰離子電池組的使用時間的累加，每串之間的電壓和容量的偏差會越來越大，最終導致鋰離子電池的容量減少和使用壽命減短。

為了解決鋰離子電池組的一致性問題，延長鋰離子電池組的壽命，就需要對電池組的單串電池組進行單獨充電，對電壓和容量進行維護，讓單串的電池組的電壓和容量重新達到相同。

目前常規方法是使用單串充電器對單串電池充電，充滿后，再手動更換到下一串電池，效率低且需要人員值守。

發明內容

本發明專利目的是提供一種鋰離子電池組中單串電池自動均衡充電電路及其充電的方法，可實現自動化對鋰離子電池組中單串電池自動均衡充電，提高單串充電的效率，提高鋰離子電池組的一致性。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是，一種鋰離子電池組中單串電池自動均衡充電電路， 包括PLC控制器、人機交互顯示屏和充電電路，人機交互顯示屏和PLC控制器的交互接口相連接；

所述充電電路包括與交流市電相連的連接插頭、交流斷路器、電池類型選擇繼電器、充電電流選擇繼電器、充電器和充電繼電器，交流斷路器的火線、電池類型選擇繼電器、充電電流選擇繼電器和充電器相串聯，設有兩個電池類型選擇繼電器，分別對應磷酸鐵鋰電池組和三元鋰電池組,每個電池類型選擇繼電器對應連接兩組充電電流選擇繼電器；

充電器的直流輸出端正極接線串聯充電繼電器后連接于待充電鋰電池組中單串電芯的正極，充電器的直流輸出端負極接線串聯充電繼電器后連接于待充電鋰電池組中單串電芯的負極，所述電池類型選擇繼電器、充電電流選擇繼電器、和充電繼電器的控制接線接入PLC控制器。

作為優選，人機交互顯示屏具有顯示、觸摸輸入和輸出功能，觸摸輸入實現對對電池類型和充電電流進行選擇，通過人機交互顯示屏進行啟動單串電芯的充電。

作為優選，充電器設有充滿電信號反饋輸出接口，該充滿電信號反饋輸出接口連接于PLC控制器，充電器檢測到單個電芯充滿點后通過充滿電信號反饋輸出接口向外發出充滿電信號，PLC控制器接受該信號并發出停止該電芯的充電信號。

作為優選，通過電池類型繼電器進行不同材料電芯的電池類型選擇，通過電流類型繼電器對電流進行選擇，進而啟動內置的不同的充電器進行輸出，給單串電池充電，待充電鋰電池組中單串電池充滿電， PLC控制器切換充電繼電器到下一單串電芯進行充電。

作為優選，所述鋰離子電池組中含有16個單串電池串聯起來，16個單串電池正極所連的充電繼電器分別為充電繼電器K1、K2、K3、···K16，最后一個單串電池的負極連接充電繼電器K17，充電器為四組，分別為3.6V3A磷酸鐵鋰充電器、3.6V5A磷酸鐵鋰充電器、4.2V3A三元鋰充電器和4.2V5A三元鋰充電器，充電電流選擇繼電器對應四組充電器，分別為充電電流選擇繼電器K20、充電電流選擇繼電器K21、充電電流選擇繼電器K22和充電電流選擇繼電器K23，兩電池類型選擇繼電器為電池類型選擇繼電器K18和電池類型選擇繼電器K19。