一种串联恒压充电系统和方法与流程

本发明涉及电动汽车充电系统领域，尤其涉及一种串联恒压充电系统和方法。

背景技术：

随着国家为建设低碳环保型经济和新能源战略的发展以及电动汽车技术的日益成熟，目前各大城市正在加大对电动汽车的推广应用，而如何使电动汽车能够方便快捷的充电就成为其推广应用的一个决定性的重要环节。

目前充电桩市场上的主流充电方法是恒流恒压充电(cc-cv，constantcurrentconstantvoltage)，即阶段1采用较大电流进行恒流充电，电池电压迅速上升，达到截止电压时转入阶段2进行恒压充电，充电电流逐步衰减至预设截止电流后充电过程结束。阶段1是整个充电阶段的主要过程，充入的电荷量占比超过85％，然而，由于单体电池容量有限，在电池本身能量密度没有较大突破的情况下，现有的几乎所有的电动车采用的都是电池包或电池组的形式，即将若干个单体电池串联组成一个整体为电动车供电，以提高电动车的续航里程。那么，此时如果采用上述的恒流恒压充电方法便是将整个电池组整体进行阶段1的恒流充电和阶段2的恒压充电，由于电池组内每个单体电池在实际使用过程的状态和性能衰减各不相同，导致阶段1时有的单体电池电量超过85％，而有的单体电池电量不足85％，阶段2时各个单体电池电流达到预设值的时间也各不相同，因此采用上述整体的恒流恒压充电方式无法达到电池组最大的充电效能，极大的降低电池组的使用寿命。

因此，有必要开发一种适用于电池组的快速稳定的恒压充电系统和方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于通过单体电池单独切断恒流或恒压充电电路，使每一单体电池均达到最优充电状态，达到电池组最佳充电状态的目的。

本发明采用如下技术方案实现：一种串联恒压充电系统，用于电池组充电，包括：一恒流充电模块和一恒压充电模块；一电压检测模块和一电流检测模块，所述电压检测模块电性连接所述恒流充电模块，所述电流检测模块电性连接所述恒压充电模块；一切换模块，连接所述电压检测模块和所述电流检测模块至所述电池组，使所述切换模块选择所述恒流充电模块接入所述电池组或所述恒压充电模块接入所述电池组；所述电压检测模块和所述电流检测模块根据检测到的所述电池组内的单体电池的电压或电流状态来控制所述电池组内每一单体电池接入或断开所述恒流充电模块和所述恒压充电模块；所述恒压充电模块工作的电压值为最先到达恒压点的所述单体电池的电压。

进一步地，所述恒流充电模块和所述恒压充电模块分别具有独立的多个恒流单元和多个恒压单元，每一个所述恒流单元或所述恒流单元为一个所述单体电池充电。

进一步地，一个所述恒流充电模块内的所述恒流单元的数量和一个所述恒压模块内的所述恒压单元的数量相同。

进一步地，所述切换模块具有一计数单元，所述计数单元读取所有所述单体电池的电压达到恒压点时切换所述电池组电性连接所述恒压充电模块。

进一步地，所述切换模块具有一延时单元，使所述电池组从所述恒流充电单元切换至所述恒压充电单元的时间间隔30秒到50秒。

进一步地，所述电池组从所述恒流充电单元切换至所述恒压充电单元的时间间隔为40秒。

进一步地，所述恒流充电模块工作时，所述电压检测模块实时检测每一所述单体电池的电压，当任一所述单体电池的电压达到恒压点时，所述电压检测模块立即控制电压到达恒压点的所述单体电池与所述恒流充电模块断开，等待接入所述恒压充电模块。

进一步地，所述恒压充电模块工作时，所述电流检测模块实时检测每一所述单体电池的电流，当任一所述单体电池的电流值达到预设值时，所述电流检测模块立即控制电流到达预设值的所述单体电池与所述恒流充电模块断开，结束充电。

另一种技术方案为：

一种串联恒压充电方法，包括以下步骤：步骤s1：将电池组接入恒流充电；步骤s2：实时检测电池组内每一单体电池的电压值，当所述单体电池的电压到达恒压点立即切断恒流电路，直至整个电池组完全切断恒流电路；步骤s3：将电池接入恒压电路充电，恒压电路的电压值与最先到达恒压点的单体电池的电压值相等；步骤s4：实时检测电池组内每一单体电池的电流值，当所述单体电池的电流到达预设值时立即切断恒压电路，直至整个电池组完全切断恒压电路，结束充电。

进一步地，步骤s2和步骤s3之间还具有步骤s21，将与恒流电路完全断开的电池组等待30秒到50秒。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

所述电压检测模块和所述电流检测模块根据检测到的所述电池组内的单体电池的电压或电流状态来控制所述电池组内每一单体电池接入或断开所述恒流充电模块和所述恒压充电模块，确保每一单体电池可达到自身最佳状态时接入或断开恒流电路或恒压电路，以此保证所述单体电池串联组成的整个所述电池组的充电效能最高；进一步，所述恒压充电模块工作的电压值为最先到达恒压点的所述单体电池的电压，确保恒压充电时的电压选择最优，保证整个所述电池组恒压充电的稳定平衡。

附图说明

图1为本发明串联恒压充电系统主要流程图；

图2为本发明串联恒压充电系统详细流程图；

图3为本发明串联恒压充电方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明的实施例做进一步描述。

如图1所示，本发明串联恒压充电系统，用于一电池组充电，所述电池组由多个单体电池串联组成，包括，一恒流充电模块、一恒压充电模块、一电压检测模块、一电流检测模块和一切换模块。

如图2所示，所述恒流充电模块和所述恒压充电模块分别具有独立的多个恒流单元和多个恒压单元，每一个所述恒流单元或所述恒流单元为一个所述单体电池充电；进一步，为确保整个系统效能最高，一个所述恒流充电模块内的所述恒流单元的数量和一个所述恒压模块内的所述恒压单元的数量相同。

所述切换模块包括一计数单元和一延时单元，所述计数单元读取所有所述单体电池的电压达到恒压点时切换所述电池组电性连接所述恒压充电模块，所述延时单元使所述电池组从所述恒流充电单元切换至所述恒压充电单元的时间间隔30秒到50秒，在本实施例中所述延时单元优选的延时时间为40秒，是所述电池组结束恒流充电后有充足的时间使电池内电离子稳定，达到恒压充电时的最好状态，延长所述电池的寿命。

具体的，在本实施例中，所述恒流充电模块工作时，所述电压检测模块实时检测每一所述单体电池的电压，当任一所述单体电池的电压达到恒压点时，所述电压检测模块立即控制电压到达恒压点的所述单体电池与所述恒流充电模块断开，等待接入所述恒压充电模块，所述恒压充电模块工作时，所述电流检测模块实时检测每一所述单体电池的电流，当任一所述单体电池的电流值达到预设值时，所述电流检测模块立即控制电流到达预设值的所述单体电池与所述恒流充电模块断开，结束充电。

本发明的恒压充电系统具体的工作原理如下：

首先将电池组接入所述恒流充电模块，所述恒流单元对电池组内每一单体电池独立恒流充电，所述电压检测模块实时检测每一单体电池的电压值，当任一所述单体电池的电压值达到恒压状态时，所述电压检测模块立即控制对应的所述恒流单元断开，直至所有的单体电池和对应的恒流单元断开，结束恒流充电；然后，所述切换模块将所述电池组切换接入所述恒压充电模块，所述恒压单元对电池组内的每一所述单体电池独立恒压充电，所述电流检测模块实时检测每一所述单体电池的电流值，当任一所述单体电池的电流值达到预设值时，所述电流检测模块立即控制对应的所述恒压单元断开，直至所有的所述单体电池和对应的恒压单元断开，结束所述电池组的充电。

基于所述串联恒压充电系统，本发明还提供了一种串联恒压充电方法，包括：步骤s1：将电池组接入恒流充电；步骤s2：实时检测电池组内每一单体电池的电压值，当所述单体电池的电压到达恒压点立即切断恒流电路，直至整个电池组完全切断恒流电路；步骤s3：将电池接入恒压电路充电，恒压电路的电压值与最先到达恒压点的单体电池的电压值相等；步骤s4：实时检测电池组内每一单体电池的电流值，当所述单体电池的电流到达预设值时立即切断恒压电路，直至整个电池组完全切断恒压电路，结束充电。进一步，本实施例中优选，步骤s2和步骤s3之间还具有步骤s21，将与恒流电路完全断开的电池组等待30秒到50秒。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。