[发明专利]一种电动车自动均衡充电器

说明书

技术领域

本发明涉及电动车充电器，具体涉及一种电动车自动均衡充电器。

背景技术

电动自行车在我国已经成为仅次于汽车的城市内主要代步工具。电动自行车的主要动力源是动力电源，目前电动自行车的动力电源绝大部分是铅酸电池。铅酸电池已经有100多年的历史，随着科技的进步，对铅酸电池充电的理论和控制技术已经得到了极大的发展，从早期的低电流长时间充电到最新的三段式正负脉冲充电技术，不仅极大地缩短了充电时间，还有效地延长了电池的寿命。

    随着电动车性能的提升和功率加大，几乎所有的电动车都朝高电压驱动的方向发展，48V的电动自行车驱动电压已经成为了越来越普遍的实际使用标准。然而单只铅酸电池的输出电压仍然是12V，为了得到更高的电压，最有效的方法就是串联多只12V电池来达到要求的驱动电压。在功率一定的条件下，升高驱动电压，可以降低驱动电流，这无疑是有益的，但带来的一个弊端是在低电压驱动系统中电池失效因素较低的充电失衡逐渐上升成为了越来越主要的失效主导因素。

在铅酸电池的失水、硫化以及充放电失衡这三类主要失效因素中，随着电池串联数量的增加，充放电失衡将导致过热、失水加剧，并由此引发快速硫化。由于制造工艺问题，无法做到每只电池内阻绝对平衡，充电器使用平均电流充电，使容量小的单只电池最先充满，不立即停止充电过程，先充满电的电池在等待电容量大的电池充满的期间处于过充电状态，会加剧发热，引起失水，长期以往，将导致该只电池很快失效，电池组中的一只或多只电池失效后，整组电池将无法充满电量，形成一充即满，一放即光的整组报废现象；若停止充电，其余容量大的电池还未充满，处于欠充电状态。放电时，容量小的电池最先放完，不立即停止放电，该只电池将形成过放。长期如此，恶性循环，整组电池只要有单只失效，就导致整组电池报废。在三段式充电器的浮充阶段，有500mA的小电流，它的作用是补偿充电，让电池充满。但它也带来两个副作用:其一是电池充满后，多余的电流没有关断，电能转化为热能，进行水分解，加速水份的散发；其次，小电流充电，在电池内阻差别较大时，进一步加剧了电池组的不平衡，形成恶性循环，加速了铅酸电池的失效进程。极大地缩短了铅酸电池寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动车自动均衡充电器。该充电器对电池组中每一个电池进行单独充电，以避免因电池制造工艺所决定的电池内阻差异所导致的电池过充电的情况出现。通过实时监测和控制充电过程中每一电池的充电状态，有效地提高了电池组的整体寿命。

本发明所采用的技术方案是：

一种电动车自动均衡充电器，包括传统三段式智能充电器、铅酸电池组、自动均衡控制器，所述自动均衡充控制器由MCU微控制器、D1功率二极管、开关组件构成。

    本发明的这种电动车自动均衡充电器，所述自动均衡控制器的输入端与传统三段式智能充电器的充电输出端电连接，自动均衡控制器的多组充电输出正负端分别与铅酸电池组各只电池的正负极端电连接。

    本发明的这种电动车自动均衡充电器，所述自动均衡控制器的开关组件由开关器件K1、k2、K3、k4、K5、k6、K7、k8、K9组成，开关器件K1的一个负载端与铅酸电池BT1的负极以及开关器件K4的一个负载端电连接，K1的另一个负载端与铅酸电池BT2的正极以及开关器件K5的一个负载端电连接；开关器件K2的一个负载端与铅酸电池BT2的负极以及开关器件K6一个负载端电连接，K2的另一个负载端与铅酸电池BT3的正极以及开关器件K7的一个负载端电连接；开关器件K3的一个负载端与铅酸电池BT3的负极以及开关器件K8一个负载端电连接，K3的另一个负载端与铅酸电池BT4的正极以及开关器件K9的一个负载端电连接；铅酸电池BT1的正极分别与开关器件K5、K7、K9的一个负载端以及MCU的第2引脚，功率二极管D1的负极电连接；铅酸电池BT4的负极分别与开关器件K4、K6、K8的一个负载端以及MCU的第1引脚，以及自动均衡控制器的负极电连接；自动均衡控制器的电源正极与功率二极管D1的正极电连接；开关器件K1、k2、K3、k4、K5、k6、K7、k8、K9的驱动控制端的高电位端与控制电源VCON以及MCU的引脚3电连接； k4、K5、k6、K7、k8、K9、K1、k2、K3的驱动控制端的低电位端分别与MCU的4、5、6、7、8、9、10、11、12引脚端电连接。