[发明专利]充电管理系统及采用该充电管理系统的充电器

说明书

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种对电池充电进行控制的充电管理系统，以及采用该充电管理系统的充电器。

背景技术

电池管理系统通常负责电池组中电池电量的计算、电池保护，电池间的电量平衡控制、以及电池管理系统内外的信号通信等。在现有技术中，一般使用到电池的产品，都需要搭配电池管理系统来控制。

由于电池在制造过程中很难确保具有完全的均一性，各串联的电池单元之间会存在充电或放电特性的差异。因此，当使用串联电池单元的电池组时，会存在这样的问题：充电时，同一电池组中，即使某些电池单元被过度充电，也仍然存在某些电池单元尚未达到饱和；又或放电时，同一电池组中，有些电池单元尚未完全放电，但仍有些电池单元被过度放电。此外，如果电池单元长期被过度放电/充电，在构成电池单元的材料中可能会出现显著劣化，使得电池单元的特性变得不同，而这种劣化是加剧电池单元间差异的原因之一。

现有的电量平衡方法主要有两种，其中一种为被动式电量平衡，即将电池单元中多余的电量以电阻的方式耗散成热，且仅能在充电时进行。另一种为主动式电量平衡，其采用能量转移的方式，将电池组中多余电量转移到电量不足的电池单元中，并可以在电池充电、放电以及不工作时都能进行。

在一般的电动自行车、电动摩托车的电池管理系统中，出于成本因素的考虑，大多采用被动式电量平衡的方式来平衡各电池/电池组之间的电量，同时还必须通过周期性地采集各电池的电压、电流、温度等参数以便于完成平衡。

一般地，当充电器对电池充电时，可分为两种模式：一种为正常充电，即开始采用较大电流对电池进行快速充电，然后，在电池接近饱和状态时以较小电流对电池进行充电，即涓流充电，这种充电方式往往需要配备两个充电接口以进行切换；另一种是可变电流充电，即只需要一个充电接口就可对电池进行不同电流的充电。

然而，在被动式电量平衡的电池管理系统中，由于其与外部充电器之间往往没有通信，所以电池管理系统设定的一种充电模式，往往对采用另一种充电模式的充电器无法适用。

再者，由于充电器技术着重方向与电池管理系统技术注重方向不同，一般的电池生产厂商不自行生产充电器，而充电器供应商又无法灵活满足电池管理系统需要的不同充电功能。有鉴于此，有必要修改现有充电器的设计以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电管理系统，其可设置于不同模式的充电器内，从而使不同工作模式的充电器对具有电池管理系统的电池系统均能进行有效充电。

本发明的目的还在于提供一种采用该充电管理系统的充电器。

为实现上述发明目的之一，本发明提供一种充电管理系统，用于接收来自于被充电电池的信号，并根据该信号控制设置在充电器内的充电电路为所述被充电电池充电，该充电管理系统包括：

第一信号输出接口，用于向充电电路输出表征第一充电电流的控制信号；

第二信号输出接口，用于向充电电路输出表征第二充电电流的控制信号，所述第二充电电流值小于第一充电电流值；

第三信号输出接口，用于向充电电路输出表征可变的第三充电电流的控制信号；以及

控制器，与所述第一、第二、第三信号输出接口电性连接，所述控制器用于控制该充电管理系统至少在下述两种模式之一下工作：

第一模式，控制器择一地控制第一信号输出接口或第二信号输出接口输出控制信号；

第二模式，控制器仅控制第三信号输出接口输出控制信号。

作为本发明的进一步改进，在所述第一模式下，控制器还用于同时控制第一信号输出接口和第二信号输出接口不输出控制信号。

作为本发明的进一步改进，在所述第一模式下，控制器还用于先控制第一信号输出接口输出控制信号，然后再控制第二信号输出接口输出控制信号。

作为本发明的进一步改进，该充电管理系统还包括设置在控制器和第一信号输出接口之间的第一开关、及设置在控制器和第二信号输出接口之间的第二开关；所述控制器通过控制第一或第二开关的导通/关断来相应地控制第一信号输出接口或第二信号输出接口输出/不输出控制信号。

作为本发明的进一步改进，所述第一开关和第二开关均包括光耦合继电器。

作为本发明的进一步改进，在所述第二模式下，控制器用于通过向第三信号输出接口输出脉宽调制（Pulse Width Modulation, PWM）信号来控制第三信号输出接口的输出。