专利名称：一种智能型单体并机充电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能型单体并机充电系统。
背景技术：
目前，市场上的充电系统，如应用在电动车中的充电系统，主要是以简单的三段式 来实现充电的，其过程仅仅包括恒流、恒压和涓充。尽管在此充电过程中，也存在一些对电 池充电的管理控制，然而，这些方法带有局限性，如不同厂商制造的电池的酸比度不一，同 时铅酸免维护电池与开口的铅酸电池的终止电压也不完全一样，因而不能很好地保护电池 和正常释放出电池的额定容量
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种同时对多个电池进行充 电，能够自动有效的分别适应不同的电池，并方便用户获知充电状态且能够干预充电过程 的充电系统。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种智能型单体并机充电系统，包括直流电源模块、至少两个相互并联的DC/DC 模块、系统控制模块、命令输入模块和显示模块；所述DC/DC模块分别接收所述直流电源模块所输出的直流电源，并转化为相应直 流电为电池充电，包括用于采集对所述电池充电的相应参数的充电状态采集单元，和用于 获取充电状态采集单元输入的信号，并对该DC/DC模块的输出进行调节控制的充电控制单 元；所述系统控制模块接收所述命令输入模块输入的信号，并分别与所述DC/DC模块 交换数据；所述显示模块显示由所述系统控制模块输出的数据。其中，所述电池充电的相应参数包括对电池的充电电流、充电电压、充电时间，电 池的电流/电压等参数。采用上述技术方案，相互的并联的DC/DC模块分别将对其所相应的电池进行充 电，并且同时对各电池的电压等状态进行检测，以便分别采取相应的充电策略，如，小电流 充电、恒流充电、额定负荷电流充电、恒压充电、涓充定时、涓充过压等方式，和分别有效控 制电池增压变化量，实现智能充电。另外，由于具有所述系统控制模块，可以通过所述显示 模块显示各个电池的充电状态，同时，用户也可以通过命令输入模块输入相应的指令来干 预控制每个电池的充电过程，或查询相应的充电状态。如，用户可以实现分别对电池设定终 止电压、容量、时间、进行查询显示与定时开关机的功能。优选的，所述充电控制单元采用型号为ATMEGA48V的微型控制单元芯片。进一步，所述充电控制单元还包括与所述微型控制单元芯片的I/O 口连接的、用 于控制所述DC/DC模块输出关断的关断控制电路。[0013]进一步，所述系统控制模块采用型号为W78E365p的微型控制单元芯片。进一步，所述系统控制模块采用串口数据线分别与所述DC/DC模块连接。进一步，所述电池分别连接于所述串口数据线。优选的，所述直流电源模块采用将市电输入转化为额定直流电输出的交直流转化
直ο进一步，所述DC/DC模块的最高输出电压为与其连接的电池的额定终止电压值。如，12伏的铅酸免维护电池的额定终止电压值为14. 7伏。优选的，所述显示模块采用160X128LCM蓝模负显显示模块。现有技术相比本实用新型的优点在于，本实用新型可以方便的采用如七段式充电 过程来对电池进行充电。系统控制模块、命令输入模块和显示模块可以作为人机窗口，方便 用户针对不同厂商的电池参数对充电过程进行修正处理，克服了电气参数性能的不一致如 采用固定方式充电可以直接导致电池循环使用率下降的缺点，杜绝了电池不是被用坏的而 是被充坏的这一现象。分别对单体电池组进行有效充电，可以有效控制单体电池的电压，提 升了电池的使用寿命和确保了电池放电的容量。采用显示模块可以有效地对电池的状态进 行显示，可以根据用户的需要进行系统参数调节，实现了人机对话，具有智能、直观、有效的 优点。
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；图2是本实用新型一种实施例的更具体的结构示意图；图3是本实用新型一种实施例的电路结构示意图；图4是本实用新型另一种实施例的显示控制电路的结构示意图；图5是本实用新型一种实施例的充电特性图；图6是本实用新型一种实施例的用户设定的充电特性图。
具体实施方式
以下结合附图和较佳的实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，一种智能型单体并机充电系统，包括直流电源模块100、至少两个相 互并联的DC/DC模块200、系统控制模块300、命令输入模块400和显示模块500。其中，所述DC/DC模块200分别接收所述直流电源模块100所输出的直流电源，并 转化为相应直流电为电池900充电，包括用于采集对所述电池900充电的相应参数的充电 状态采集单元210，和用于获取充电状态采集单元210输入的信号，并对该DC/DC模块200 的输出进行调节控制的充电控制单元220。所述系统控制模块300接收所述命令输入模块400输入的信号，并分别与所述DC/ DC模块200交换数据；所述显示模块500显示由所述系统控制模块300输出的数据。请参见图2所示，并结合图3的图4具体电路，其充电过程如图5、图6所示，本实 用新型实施例的具体工作过程如下采用七段式充电方式确保开口铅酸电池充电的安全性能与放电容量，对于铅酸免维护电池与其它电池用户，可以进入用户自定义模式进行相关参数点的设置，达到理想电 池相关性能参数。其步骤包括1、预电流充电七段式充电第一段时，如图3所示电路，过程为图5所示的第1段。其控制原理由图3所示，DC/DC模块200中包括，采用ATMEGA48V芯片的Ul和LM393芯片的IC4，去控制 采用KA3525芯片的第8脚。当Ul的Rech网络输出低电平时，整个LM393芯片环路调节 KA3525芯片使电流为用户定义的初始电流，以进行预充电。如果调节的范围较大系统会进 行自动修正调节。主要由R52\R4\C1\U1_PWM2进行闭环DAC调节，达到设定电流值规格。2、恒流段实现七段式充电第二段时，如图3所示电路，过程为图5所示的第2段。其控制原理由 图3所示，DC/DC模块200中包括，采用ATMEGA48V芯片的Ul和LM393芯片的IC4，去控制 采用KA3525芯片的第8脚。当Ul的Rech网络输出高电平时，整个LM393芯片闭环路调节 使KA3525芯片的电流恒定在最大电流值，用户自定义额定电流参数项不能超过此值，如大 于此上项值则应由显示模块显示系统参数错误。如果调节的范围较大系统会进行自动修正 调节。主要由R52\R4\C1\U1_PWM2进行闭环DAC调节，达到设定电流值规格。3、额定电流值充电实现七段式充电第三段时，如图3所示电路，过程为图5所示的第3段。其控制原理由 图3所示，ATMEGA48V芯片通过R65\R66分压侦测电池两端电压是否达80%的恒定电压值， 如果没达到上述要求则进行闭环电流DAC修正调节，使之输出电流为额定电流值进行最大 功率转移变换充电。4、恒压段实现七段式充电第四段时，如图3所示电路，过程为图5所示的第4段。其控制原理如 图3所示的包括R70\R75\KA3525\TB3的硬件闭环。由R70与R75分压去控制KA3525芯片 的第1脚，以达到调节占空比稳定输出电压的目的。用户自定义模式设定此恒压参数时可 以由R65和R66分压提供给ATMEGA48V芯片，由PWMl网络进行DAC转换调节达到设定电压 的目的。达到恒压模式后，ATMEGA48V芯片其主要侦测为电流环路，使之正确转到下一工作 模式。5、额定电流计时、电压变化量、截止电压工作实现七段式充电第五段时，如图3所示电路，过程为图5所示的第5段。其控制原理如 图3所示，包括R52\R4\Atmea48\Ic4的闭环电流控制，此工作模式主要是为了满足开口铅 酸电池各制造厂商的截止电压不完全一致而设计。为了达到电池不能过电压充电的目的，通过软件方式将此阶段的截止充电条件按 四种方式处理，其一，电池电流是否达到末期电流设定值，如果达到则认为电池已经充饱直 接进入下段工作方式。其二，如果电流没有到末期电流设定值，则提升主环路输出电压，也 就是提升电池的截止电压值，此电压值也可用户自行设定，最大上限设定值不超过截止电 压的2%，起到抬升电压的作用，达到截止电压结束5段充电模式。其三，如果没有达到新的 截止电压，在抬电压的同时ATMEGA48V侦检环路侦测电池电压变化量，在单位时间内根据 电池的特性电池电压上升小于额定值也会结束5阶段的充电。其四、如上述三种条件都没 有达到结束充电的标准，系统则按计时方式在额定的时间内强行结束充电达到保护电池的目的。提升电池的使用寿命。6、OFF静置实现七段式充电第六段时，如图3所示电路，过程为图5所示的第6段。其控制原理如 图3所示，其中参见R67\Q100\SW2。在静置状态下，ATMEGA48V的Switch网络输出低电平 直接断开电池的供电，使电池处于静置状态。静置时间为2小时，用户可通过软件自行设定 时间。当静置时间达到额定时间后转入下一工作模式。7、脉冲维持充电实现七段式充电第七段时，如图3所示电路，过程为图5所示的第7段。脉冲维持修复 与静置工作电路相同，按时SW2采用0N/0FF通断方式形成脉冲。0N/0FF通断的时间可以自 行设计，主要实际参数值以电池的特性值为准，起到补电与修复的作用。8、人机通讯的实现方式结合图2和图4所示，以达到显示和人机通讯、数据存储与设定、串口通讯数据处 理等功能，其优点是显示直观、操作性与通用性强。其中，采用W78E365芯片作为显示控制的处理内核，采用蓝底白字的160X128点 阵显示屏，三个按键实现人机通讯，简单适用。各阶段用户自定义参数可设置项如下第一段预充时间、电流值、使能控制第二段电流值、使能控制第三段转换电压值、额定电流比率、使能控制第四段恒定电压值、使能控制第五段额定电流比率、末期电流、电压变化量、时间1、时间2、截止电压变化比 率、使能控制第六段静置时间，使能控制第七段0N时间、OFF时间、电压、电流、使能控制。查询信息包括时间设定查询、充电曲线查询、电池容量查询、充电时间查询等。系统参数设定包括愎复出厂设置、系统定时开关机功能、使用记录、系统密码设定等。通过上述用户自定参数的设定，可以实现普通三段式图6的充电示意图。这样就 可以对各类电池进行有效充电和管理。所述系统控制模块300采用串口数据线分别与所述DC/DC模块200连接，其通讯 速率为9. 6K波特率。其中，直流电源模块100也能够整流300伏左右的直流电，转化为48伏18安的恒 流恒压输出。并联的所述DC/DC模块200将48伏的电压转换成电池额定电压状态，并对各 电池电压进行状态检测，涓充定时为额定时间充电，用户可自行设定。其中，涓充过压为电池设定的上限电 压，如12V电池的上限电压为14. 7V时，根据不同厂商的电池按电池增压变化量工作方式处 理，达到上限电压自动关闭输出。所述电池增压变化量单位时间内在涓流模式下小于额定 电压设定值自动关闭输出。涓流状态下小于额定电流自动关闭输出。四种工作方式任何一 种满足条件都自动结束充电状态，达到有效保护电池的目的，同时确保电池的充放电容量。[0066] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思 的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种智能型单体并机充电系统，其特征在于，包括直流电源模块(100)、至少两个相互并联的DC/DC模块(200)、系统控制模块(300)、命令输入模块(400)和显示模块(500)；所述DC/DC模块(200)分别接收所述直流电源模块(100)所输出的直流电源，并转化为相应直流电为电池(900)充电，包括用于采集对所述电池(900)充电的相应参数的充电状态采集单元(210)，和用于获取充电状态采集单元(210)输入的信号，并对该DC/DC模块(200)的输出进行调节控制的充电控制单元(220)；所述系统控制模块(300)接收所述命令输入模块(400)输入的信号，并分别与所述DC/DC模块(200)交换数据；所述显示模块(500)显示由所述系统控制模块(300)输出的数据。
2.如权利要求1所述的智能型单体并机充电系统，其特征在于，所述充电控制单元 (220)采用型号为ATMEGA48V的微型控制单元芯片。
3.如权利要求2所述的智能型单体并机充电系统，其特征在于，所述充电控制单元 (220)还包括与所述微型控制单元芯片的I/O 口连接的、用于控制所述DC/DC模块(200) 输出关断的关断控制电路。
4.如权利要求2或3所述的智能型单体并机充电系统，其特征在于，所述系统控制模块 (300)采用型号为W78E365p的微型控制单元芯片。
5.如权利要求4所述的智能型单体并机充电系统，其特征在于，所述系统控制模块 (300)采用串口数据线分别与所述DC/DC模块(200)连接。
6.如权利要求1所述的智能型单体并机充电系统，其特征在于，所述直流电源模块 (100)采用将市电输入转化为额定直流电输出的交直流转化装置。
7.如权利要求6所述的智能型单体并机充电系统，其特征在于，所述DC/DC模块(200) 的最高输出电压，为其所连接的电池(900)的额定终止电压。
8.如权利要求1所述的智能型单体并机充电系统，其特征在于，所述显示模块(500)采 用160X128LCM蓝模负显显示模块，用于显示包括人机通讯信息。
专利摘要本实用新型提供一种智能型单体并机充电系统，包括直流电源模块(100)、至少两个相互并联的DC/DC模块(200)、系统控制模块(300)、命令输入模块(400)和显示模块(500)；所述DC/DC模块(200)包括用于采集对所述电池(900)充电的相应参数的充电状态采集单元(210)，和用于获取充电状态采集单元(210)输入的信号，并对该DC/DC模块(200)的输出进行调节控制的充电控制单元(220)；所述系统控制模块(300)接收所述命令输入模块(400)输入的信号，并分别与所述DC/DC模块(200)交换数据；所述显示模块(500)显示由所述系统控制模块(300)输出的数据。
文档编号H02J7/04GK201562994SQ20092020495
公开日2010年8月25日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者张俊峰, 杨国庆 申请人:深圳市今朝时代新能源技术有限公司