[实用新型]一种电池组的充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池组的充电装置。

背景技术

当前大多数电池(如铅酸电池/各类锂电池等)的充电方式，如图1所示，至少经过一个恒流和一个恒压阶段，一般以在恒定电压(Vc)下当充电电流减小至截止电流(Ic)为充电截止；这种充电方式也称为TAPER型充电方式。截止电流(Ic)一般取为0.1倍的恒流值。

现有对电池组的充电可分为串联充电和并联充电，并联充电最常见的为单线制并联充电。常见的单线制并联充电如图2所示，所有并充模块同时工作，每个并充模块的充电模式为TAPER型，且可独立进行充电控制。传统的单线制并联充电方法会出现充电结束时，各电池端电压不一致的情况，无法消除连接线压降对各电池影响的不一致性。此方法不但没有体现并充方式对均衡电池、提高电池寿命的优点，反而加剧了电池的不一致性和离散度，缩短了电池组寿命。

传统单线制并联充电方法在充电结束时各电池端电压，至少有如下几种可能：假设所有并充模块的参数性能一致，其充电停止的截止电流为Ic、恒压为Vc；各连接线（L0～Ln）参数性能一致，其总的内阻（线内阻＋连接内阻）均为r。

1.电池组首、尾电池，如图2中VB1和VBn， 其充电结束时其电池端电压有可能＝Vc－Ic×r（此时相邻电池充电未结束），也可能＝Vc－2Ic×r（此时相邻电池充电已结束）。

2.电池组中其它电池，如图2中VB2和VB3，                                                其充电结束时其电池端电压都有三种可能：如此时相邻电池中，有一个充电未结束，一个已结束，其＝Vc－Ic×r；如此时相邻电池充电都已结束，其＝Vc－2Ic×r；如此时相邻电池充电都未结束，其＝Vc。

因各电池性能及并充模块等必然存在差异，必导致电池组中各电池完成充电的顺序必然有先后，故各电池在充电截止时必然出现不同的端电压；而且系统无法对这种随机出现的不同电池的不同端电压进行补偿。

另外，在高压高功率应用的电池组环境中，其电池节数较多且充电电流较大，若完全用并充模块来进行并充，虽然可以解决串充方式中无法针对各电池进行差异性充电的问题，实现了各电池的均衡及最佳性能，提高了电池组的使用寿命，但是其具有经济性差，成本高，体积大等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于传统单线制并联充电方法因各电池充电结束顺序的不同而出现的电池端电压不一致的问题，而提供了一种可有效的减轻电池极化，加快电池充电速度，降低电池充电温升，提高电池使用寿命的电池组的充电装置。

一种电池组的充电装置，所述电池组由若干个单体电池串联而成，所述的充电装置包括若干个并充模块，各并充模块分别与其对应的单体电池连接而构成充电回路，充电回路连接至时序控制器。

假设本实用新型所有并充模块的参数性能一致，其充电停止的截止电流为Ic、恒压为Vc；各连接线（L0～Ln）参数性能一致，其总的内阻（线内阻＋连接内阻）均为r，采用本发明的充电方法和充电装置，所有电池在结束充电时的端电压为：VB＝Vc－2Ic×r 。

优选地，所述的充电装置还包括一个用于对电池组进行串联充电的串充模块，所述串充模块与电池组串联。即串联充电与并联充电相结合，具体的充电策略可为：充电伊始，串充模块开始已额定的电流恒流充电，并充模块此时并不充电，但会检测其各电池端电压，但任意并充模块检测到电池端电压达到限压阀值时，会告知串充模块。串充模块接受到信号后，停止充电，并对电池组进行固定时间的恒流放电，然后停止放电，串充模块将降低充电电流，当任意并充模块检测到电池端电压达到限压阀值时，串充模块停止充电，再对电池组进行放电，然后再降低充电电流进行恒流充电，周而复始，直到后串充模块恒流充电电流降到与并充模块相同，且有电池端电压达到限压阀值时，串充模块停止充电（此过程一般不超过5段）。此后并充模块开始充电，其采用交替脉冲充电控制方法，根据既定的时序进行交替工作，当电池充电电流降到充电截止电流时，该电池并充完成，当所有电池完成并充后，整个充电完成。

本实用新型所述的单体电池可为单节电池，亦可为由若干节电池串并组成的电池模块；此电池可为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池等二次电池，亦可为电容或超级电容等储能器件。本实用新型所述的并充模块、串充模块可为恒流源和/或恒压源。

优选地，所述的并充回路中各并充模块连接至时序控制器。

优选地，在各充电回路中串联控制开关，各控制开关连接至时序控制器。