专利名称：一种多路电池组充放电控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多路电池组充放电控制装置。
背景技术：
随着节能环保的深入人心，绿色环保且限制相对较少的太阳能发电应用越来越多，作为储存太阳能发电能量的电池却或多或少存在短板效应。应用最多的铅酸电池体积较大且不可避免的存在重金属污染，而绿色的镍氢电池也存在充电电流限制问题。目前，现有技术中大多通过光伏控制器对电池包进行储能和供电，但是光伏控制器配属的电池包数 量限定为一个，不能为多个电池包进行储能和供电控制，往往不能满足用户需求，且也没有最小充电电流保护功能。中国专利200720050444. I公开了一种多电池组充放电管理系统装置，其必须为每一个电池包配备相应的独立负载，若使用公共负载则该装置将失去作用，适用范围小。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能为多个电池包进行储能和供电，适用范围广的多路电池组充放电控制装置。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是一种多路电池组充放电控制装置，包括至少两组充电控制开关，各组充电控制开关一端分别与相应的电池包正极相连，电池包个数与充电控制开关组数相同，各组充电控制开关另一端均与光伏阵列输出端相连，负载经放电控制开关与光伏阵列输出端相连。上述各组充电控制开关和放电控制开关均可由MCU电路控制。进一步，所述光伏阵列输出端还设有防反二极管，防反二极管正极端与光伏阵列输出端相连，防反二极管负极端与各组充电控制开关和放电控制开关相连。进一步，每组充电控制开关包括有两个反向串联的N-MOS开关管I和N-MOS开关管II，N-MOS开关管I源极与N-MOS开关管II源极相连，N-MOS开关管I漏极接放电控制开关和光伏阵列输出端，N-MOS开关管II的漏极与相应电池包正极相连，N-MOS开关管I栅极与N-MOS开关管II栅极并接后经光耦与驱动电源相连，光耦控制端用于输入控制信号。进一步，所述N-MOS开关管I栅极和源极之间设有稳压二极管，N-MOS开关管II栅极和源极之间设有电阻。进一步，所述N-MOS开关管I和N-MOS开关管II均为毫欧级N-MOS管。进一步，放电控制开关也选用毫欧级N-MOS开关管，N-MOS开关管的源极与负载相连，N-MOS开关管的漏极与光伏阵列输出端相连。进一步，所述电池包可用镍氢电池替代，以利于降低镍氢电池充电时对最小充电电流的限制要求。镍氢电池具有较好的低温放电特性，自放电率很小，且不含有毒物质，不会污染环境，为绿色蓄电池，使用寿命长，可以满足路灯等工作环境下的应用需求；较传统铅酸电池，体积更小，效率受环境温度影响较小；且铅为有毒物质，因而镍氢电池更环保，适用范围更广。考虑到太阳光照的不稳定性，光伏阵列每天可能多次对电池包充电，开关器件的开关寿命必须充分考虑，而继电器的使用次数远小于MOS管的使用次数，综合考虑导通耗损后，可选择毫欧级MOS管，本实用新型选用毫欧级N-MOS管。每一路电池包均采用两个毫欧级N-MOS管反向串联作为开关进行控制。在负载前段加入一个毫欧级N-MOS管作为放电控制开关，有利于防止光伏阵列在对电池包充电的同时对负载供电。当电池包给负载放电时，光伏阵列输出端加设的防反二极管有利于保护对光伏阵列反向充电。与以往的光伏控制器相比，本实用新型可以使用一至多个电池包，所有电池包的负极公共，实现了最小充电电流保护。各电池包可实现间歇性工作，消除了电池包之间一致性差异对电池包寿命的影响，有利于延长电池使用寿命，保证电池使用安全。本实用新型结构简单，无需使用光伏控制器。使用本实用新型，可通过光伏阵列 对多个电池包进行分时充电以及分时放电，解决了使用太阳能为多个镍氢电池包充电的限制，能有效防止各电池组之间产生自发充放电。
图I为本实用新型一实施例整体结构框图；图2为图I所示实施例一组充电控制开关和电池包组装结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。参照图I，本实施例包括N组充电控制开关(第一组充电控制开关2-1、第二组充电控制开关2-2…第N组充电控制开关2-N)，各组充电控制开关一端分别与相应的电池包正极相连，电池包个数为N个(第一电池包6-1、第二电池包6-2…第N电池包6-N),与充电控制开关组数相同，各组充电控制开关另一端与光伏阵列I输出端相连，负载3经放电控制开关4与光伏阵列I输出端相连。各组充电控制开关和放电控制开关均由MCU电路控制。第一组充电控制开关2-1 —端与第一电池包6-1正极相连，第二组充电控制开关2-2 —端与第二电池包6-2正极相连，第N组充电控制开关2-N —端与第N电池包6-N正极相连，第一组充电控制开关2-1另一端、第二组充电控制开关2-2另一端、第N组充电控制开关2-N另一端均与光伏阵列I输出端相连。光伏阵列I输出端还设有防反二极管5，防反二极管5正极端与光伏阵列输出端相连，防反二极管5负极端与各组充电控制开关和放电控制开关4相连。每组充电控制开关均包括有两个反向串联的N-MOS开关管I和N-MOS开关管II。参照图2，以第一组充电控制开关2-1为例进行说明。第一组充电控制开关2-1包括有两个反向串联的N-MOS开关管I 2-6和N-MOS开关管II 2-7,N-MOS开关管I 2_6源极与N-MOS开关管II 2-7源极相连，N-MOS开关管I 2-6漏极接放电控制开关4和光伏阵列I输出端，第一组充电控制开关2-1通过N-MOS开关管II 2-7的漏极与第一电池包6-1正极相连，N-MOS开关管I 2-6栅极与N-MOS开关管II 2-7栅极并接后经光耦2_2与驱动电源2_4相连，光耦2-2控制端2-8用于输入控制信号。所述N-MOS开关管I 2_6栅极和源极之间设有稳压二极管2-5，N-MOS开关管II 2-7栅极和源极之间设有电阻2_3。所述N-MOS开关管I 2_6和N-MOS开关管II 2-7均为毫欧级N-MOS管。放电控制开关4也选用毫欧级N-MOS开关管，所述N-MOS开关管的源极与负载相连，N-MOS开关管的漏极与光伏阵列输出端相连。参照图2，本实用新型中，各N-MOS管漏极和源极之间有一个寄生二极管，即体二极管，N-MOS管的体二极管是由源极指向漏极。由于存在多个电池包，若只采用一个N-MOS管控制，当其中一路电池包在进行充放电时就有可能会对其他电池包充电。采用两个带体二极管的N-MOS管反向串联作为开关进行控制则可以避免这种情况。考虑到电池大电流充电的需要以及光伏阵列输出功率的限制，充电时每次只导通一组充电控制开关，放电时除导通该组的充电控制开关外，还将导通放电控制开关，其余各组充电控制开关处于关闭状态，具体由MCU电路控制。充电时，光伏阵列I经防反二极管5，通过同时导通的某组充电控制开关的N-MOS开关管I和N-MOS开关管II，对与该组充电控制开关相连的电池包进行充电；其余各组充电控制开关的N-MOS开关管I和N-MOS开关管II均处于断开状态，相应的电池包也处于搁置状态。放电时，其中一路电池包经过与之相连的充电控制开关，以及放电控制开关4后对负载3放电，由于有防反二极管5存在,并不会对光伏阵列I充电。
权利要求1.一种多路电池组充放电控制装置，其特征在于，包括至少两组充电控制开关，各组充电控制开关一端分别与相应的电池包正极相连，电池包个数与充电控制开关组数相同，各组充电控制开关另一端均与光伏阵列输出端相连，负载经放电控制开关与光伏阵列输出端相连。
2.根据权利要求I所述的多路电池组充放电控制装置，其特征在于，所述光伏阵列输出端还设有防反二极管，防反二极管正极端与光伏阵列输出端相连，防反二极管负极端与各组充电控制开关和放电控制开关相连。
3.根据权利要求I或2所述的多路电池组充放电控制装置，其特征在于，每组充电控制开关包括有两个反向串联的N-MOS开关管I和N-MOS开关管II，N-MOS开关管I源极与N-MOS开关管II源极相连，N-MOS开关管I漏极接放电控制开关和光伏阵列输出端，N-MOS开关管II的漏极与相应电池包正极相连，N-MOS开关管I栅极与N-MOS开关管II栅极并接后经光耦与驱动电源相连，光耦控制端用于输入控制信号。
4.根据权利要求3所述的多路电池组充放电控制装置，其特征在于，所述N-MOS开关管I栅极和源极之间设有稳压二极管，N-MOS开关管II栅极和源极之间设有电阻。
5.根据权利要求3所述的多路电池组充放电控制装置，其特征在于，所述N-MOS开关管I和N-MOS开关管II均为毫欧级N-MOS管。
6.根据权利要求I或2所述的多路电池组充放电控制装置，其特征在于，放电控制开关选用毫欧级N-MOS开关管。
专利摘要一种多路电池组充放电控制装置，包括至少两组充电控制开关，各组充电控制开关一端分别与相应的电池包正极相连，电池包个数与充电控制开关组数相同，各组充电控制开关另一端均与光伏阵列输出端相连，负载经放电控制开关与光伏阵列输出端相连。本实用新型结构简单，无需使用光伏控制器。使用本实用新型，可通过光伏阵列对多个电池包进行分时充电以及分时放电，解决了使用太阳能为多个镍氢电池包充电的限制，能有效防止各电池组之间产生自发充放电。
文档编号H02J7/00GK202564995SQ201220222349
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者宋奇, 卓亨, 黄兰妮, 刘宏兵 申请人:深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司