[发明专利]锂离子电池组充电装置及充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电技术，特别属于锂离子电池组的充电装置及充电方法，

背景技术

锂离子动力电池组的应用越来越广泛，现有的锂离子电池组充电控制系统采用先恒流后恒压的充电方式，对电池组采用固定的电流和电压充电。然而当电池组的一致性能发生变化时，由于电压控制的精确性，必然有单体电池的电压高于设定充电终止电压4.2V。如对10串的锂离子电池组恒压充电时采用42V恒压充电，将有单体电池的充电电压高于4.2V，这样会导致电池组性能的快速衰减。在充电过程中，如果不能及时的控制，容易引发安全性问题。

虽然可以通过均衡控制电路来减少这种影响，但增加了充电控制系统的体积和成本。现有固定值的充电控制系统增加了锂离子电池组中单体电池过充电的可能，对锂离子电池组管理系统的要求很高。而且在循环后期锂离子电池组的性能参数发生了变化，这种固定的充电方式将不再适合于锂离子电池组，会导致电池组性能的快速衰减。因此，设计出一种结合锂离子电池组，能根据锂离子电池组的状态变化自适应更改充电电流值和电压值的充电控制系统和充电方法成为了迫切的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种根据锂离子电池组充电装置及充电方法，它是一种状态自适应更改的充电装置，能够减少锂离子电池组的安全性风险和提高电池组的性能，并减少电池组管理系统的成本。

为解决上述技术问题之一：本发明的锂离子电池组充电装置包括交流电源、开关电源、电压检测电路、电流检测电路、电子开关、或门电路，其结构要点是交流电源与开关电源连接，电流检测电路与或门电路连接，电压检测电路与电子开关连接，电子开关与或门电路连接，或门电路与开关电源连接。

所述充电装置与锂离子电池组的接口为5根线，1根为充电装置电源输出正极，1根为充电装置电源输出负极，1根为基准电压输入线，1根为充电控制信号线，1根为恒压充电控制线。

所述开关电源包括降压型开关电源、脉宽调制电路，其中脉宽调制电路与降压型开关电源相连。

所述脉宽调制电路的脉宽调制芯片设有控制接口，芯片的反馈电压端与或门电路相连。

本发明的充电装置用脉宽调制电路控制开关电源，电压检测电路用于检测充电装置输出电压，电流检测电路用于检测充电装置输出电流，电子开关用于切换电压检测电路反馈的信号，或门电路用于电流检测电路和电压检测电路的信号反馈选择。

为解决上述技术问题之二：本发明的锂离子电池组充电方法，包括如下步骤：

1)锂离子电池组连接充电装置，锂离子电池组内部管理系统输出充电电流值基准电压给充电装置；

2)锂离子电池组内部管理系统判断电池组状态，输出充电控制信号给充电装置进行恒流充电；

3)当达到恒压充电条件时，锂离子电池组内部管理系统输出恒压充电基准电压和恒压充电控制信号给充电装置，进行恒压充电；

4)充电电流小于电池组容量的1/20C时，锂离子电池组内部管理系统送充电终止信号给充电装置以终止充电。

上述锂离子电池组内部管理系统根据其工作状态来控制充电装置输出电流值和输出电压值。

上述锂离子电池组内部管理系统输出控制信号来控制充电装置充电。

以上充电装置和充电方法，需要结合电池组管理系统，电池组管理系统输出充电电流和充电电压基准值，而恒压控制信号和充电控制信号为数字电平信号。

本发明的有益效果是：采用锂离子电池组状态自适应更改的充电方法和控制系统，能根据锂离子电池组的最大可用容量自动调整恒流充电电流值，并根据电池组的状态调整恒压充电值。锂离子电池组可用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车及其它以电池组作为能源的设备器具，利用本项发明结合智能电池组管理系统可以对锂离子电池组进行智能充电，并且可以减少电池组均衡的成本和提高电池组的性能。

1)可以提高锂离子电池组的安全性能和循环性能，防止锂离子电池组的过充电。

2)可以减少大容量锂离子电池组的控制电路复杂度和成本。

附图说明

下面结合例图及实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的充电控制部分电路原理图。

图3是本发明的系统流程图。

具体实施方式

实施例：充电对象为10串10Ah的锂离子电池组。