一种新型充电电路及其控制方法与流程

本发明涉及电池充电领域，尤其涉及一种新型充电电路及其控制方法。

背景技术：

现有的市场中锂电池的种类繁多，包括锰酸锂电池、三元聚合物锂电池、磷酸铁锂电池。其中三元聚合物锂电池与磷酸铁锂电池占据了锂电池市场的主要地位，尽管各种材料的充放电特性不尽相同，但是只用单一的充电模式对不同材料电芯组的电池充电显然是不能很好的满足各种不同材料电芯组的特性的。并且我们在实际使用过程中发现还会出现充电报错的现象，长时间用不完全匹配的充电模式对电池充电会对电池造成一定的伤害。因此，我司对现有锂电池市场所存在的上述问题提出相应的改进。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的，长时间用不完全匹配的充电模式对电池充电会对电池造成伤害，提供了新的一种新型充电电路及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种新型充电电路，包括充电装置以及电池组，所述充电装置与所述电池组采用电连接，所述充电装置内设置有整流滤波电路和pwm模块，所述整流滤波电路连接外部电源，所述充电装置通过所述pwm模块与所述整流滤波电路相互配合为所述电池组进行充电，所述充电装置内设置有充电控制模块、检测电路、mcu模块，所述电池组内设置有电芯组、识别电路，所述充电控制模块与所述电芯组电连接，所述检测电路与所述识别电路电连接，所述mcu模块接收所述检测电路的输入信号并控制所述充电控制模块的输出。

整流滤波电路和pwm模块相互配合，使充电装置具有稳定的输入电压；检测电路与识别电路相互配合，起到识别电池组内电芯组种类的作用；充电控制模块具有转换充电模式的功能，mcu模块能够控制充电控制模块转换充电模式，从而使其适配不同种类的锂电池，提高适配性有利于进一步延长锂电池的使用寿命。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路，还包括变压器t1，所述变压器t1与所述整流滤波电路连接，所述检测电路与所述充电控制模块并联在所述变压器t1上。

经过变压器t1后的输入电压进一步精确化，用于为充电控制模块以及检测电路供电。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路，所述变压器t1上设置有初级线圈p1、第一次级线圈p2、第二次级线圈p3，所述初级线圈p1与所述整流滤波电路电连接且在两者间设置有mos管q1，所述mos管q1的g极与所述pwm模块电连接，所述第一次级线圈p2分别连接所述检测电路与所述充电控制模块，所述第二次级线圈p3连接所述pwm模块。

pwm模块通过mos管q1控制初级线圈p1的输入，从而为本产品起到自我保护的功能；同时不同线圈的匝数不同所对应的输出电压也有所区别，从而能够适配与不同的模块，起到节能与提升适配性的效果。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路，所述检测电路包括稳压装置、电阻r1，所述识别电路包括电阻r2，所述稳压装置、电阻r1、电阻r2相互串联，所述mcu模块与所述充电控制模块连接并接收所述电阻r1和电阻r2分压后产生的输入信号。

稳压装置、电阻r1、电阻r2相互配合，其中稳压装置起到降压稳压的作用，使经过其的电压下降到限定值，并通过限定电阻r1的电阻值，对不同种类的电池内设置相对应限定值的电阻r2，从而通过检测相应的电压值，起到识别电池种类，改变充电模式，延长电池寿命的效果。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路，还包括反馈装置，所述反馈装置连接所述pwm模块与所述电芯组的正极。

反馈装置实时向pwm模块反馈电芯组上的输入电压，起到调节pwm模块的作用。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路，所述充电控制模块包括恒流控制电路和电压控制电路。

一种新型充电电路的控制方法，包括以下步骤：

s1.所述稳压装置使加在电阻r1与电阻r2上的电压维持在精确的固定值，该值为电阻r1与电阻r2两端的总电压，即v(r1)+v(r2)；

限定电阻r1与电阻r2两端的总电压，使电阻r1与电阻r2在阻值已知的情况下，能够通过计算分别得出v(r1)、v(r2)的值，从而便于计算。

s2.保持所述电阻r1的阻值为固定值，并使所述电阻r2的阻值为自变量，此时v(r2)的值为因变量，向所述mcu模块传输的电信号为v(r2)的值，所述v(r2)＝r2/(r1+r2)*(v(r1)+v(r2))；

当电阻r1的阻值为固定值，且总电压为限定值时，通过改变电阻r2的阻值，且使将不同阻值的电阻r2设置在不同种类的电池组内，即能通过测量v(r2)得到不同v(r2)所对应的电池组类型，从而起到识别的功能。

s3.所述mcu模块通过检测v(r2)的数值控制所述充电控制模块向所述电芯组充电，若电阻r2为n1时，v(r2)为v1，此时执行步骤s4；若电阻r2为n2时，v(r2)为v2，此时执行步骤s5；

对v(r2)处于不同数值情况下，mcu模块控制充电控制模块输出进行不同模式的输出，从而起到保护电池组，延长寿命的效果。

s4.所述充电控制模块控制电芯组的充电模式，由恒流(0.25c)充电模式转恒压充电模式；

该充电模式适配与三元聚合物锂电池的充电，使本产品能够对三元聚合物锂电池适配更优的充电模式，进而保护电池。

s5.所述充电控制模块控制电芯组的充电模式，先由恒流(0.25c)充电模式转恒流(0.1c)充电模式，再恒流(0.1c)充电模式转恒压充电模式。

该充电模式适配与磷酸铁锂电池的充电，使本产品能够对磷酸铁锂电池进行更优的充电模式，从而保护电池。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路的控制方法，若所述步骤s3中n1＝2000欧姆、n2＝8000欧姆、v(r1)+v(r2)＝5伏特时，则v1＝1伏特、v2＝2.5伏特，即v1＝1伏特时执行步骤s4，v2＝2.5伏特时执行步骤s5。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路的控制方法，所述步骤s4中由恒流(0.25c)充电模式转恒压充电模式的转换条件为电芯组的电压≥4.1*n伏特，其中n为所述电芯组中电芯的串数。

作为优选，上述所述的一种新型充电电路的控制方法，所述步骤s5中由恒流(0.25c)充电模式转恒流(0.1c)充电模式的转换条件为电芯组的电压≥3.3*n伏特，由恒流(0.1c)充电模式转恒压充电模式的转换条件为电芯组的电压≥3.55*n，其中n为所述电芯组中电芯的串数。

附图说明

图1为本发明中充电装置与电池组连接后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：

实施例1

一种新型充电电路，包括充电装置以及电池组，所述充电装置与所述电池组采用电连接，所述充电装置内设置有整流滤波电路和pwm模块，所述整流滤波电路连接外部电源，所述充电装置通过所述pwm模块与所述整流滤波电路相互配合为所述电池组进行充电，所述充电装置内设置有充电控制模块、检测电路、mcu模块，所述电池组内设置有电芯组、识别电路，所述充电控制模块与所述电芯组电连接，所述检测电路与所述识别电路电连接，所述mcu模块接收所述检测电路的输入信号并控制所述充电控制模块的输出。

作为优选，还包括变压器t1，所述变压器t1与所述整流滤波电路连接，所述检测电路与所述充电控制模块并联在所述变压器t1上。

作为优选，所述变压器t1上设置有初级线圈p1、第一次级线圈p2、第二次级线圈p3，所述初级线圈p1与所述整流滤波电路电连接且在两者间设置有mos管q1，所述mos管q1的g极与所述pwm模块电连接，所述第一次级线圈p2分别连接所述检测电路与所述充电控制模块，所述第二次级线圈p3连接所述pwm模块。

作为优选，所述检测电路包括稳压装置、电阻r1，所述识别电路包括电阻r2，所述稳压装置、电阻r1、电阻r2相互串联，所述mcu模块与所述充电控制模块连接并接收所述电阻r1和电阻r2分压后产生的输入信号。

作为优选，还包括反馈装置，所述反馈装置连接所述pwm模块与所述电芯组的正极。

作为优选，所述充电控制模块包括恒流控制电路和电压控制电路。

实施例2

一种新型充电电路的控制方法，包括以下步骤：

s1.所述稳压装置使加在电阻r1与电阻r2上的电压维持在精确的固定值，该值为电阻r1与电阻r2两端的总电压，即v(r1)+v(r2)；

s2.保持所述电阻r1的阻值为固定值，并使所述电阻r2的阻值为自变量，此时v(r2)的值为因变量，向所述mcu模块传输的电信号为v(r2)的值，所述v(r2)＝r2/(r1+r2)*(v(r1)+v(r2))；

s3.所述mcu模块通过检测v(r2)的数值控制所述充电控制模块向所述电芯组充电，若电阻r2为n1时，v(r2)为v1，此时执行步骤s4；若电阻r2为n2时，v(r2)为v2，此时执行步骤s5；

s4.所述充电控制模块控制电芯组的充电模式，由恒流(0.25c)充电模式转恒压充电模式；

s5.所述充电控制模块控制电芯组的充电模式，先由恒流(0.25c)充电模式转恒流(0.1c)充电模式，再恒流(0.1c)充电模式转恒压充电模式。

作为优选，若所述步骤s3中n1＝2000欧姆、n2＝8000欧姆、v(r1)+v(r2)＝5伏特时，则v1＝1伏特、v2＝2.5伏特，即v1＝1伏特时执行步骤s4，v2＝2.5伏特时执行步骤s5。

作为优选，所述步骤s4中由恒流(0.25c)充电模式转恒压充电模式的转换条件为电芯组的电压≥4.1*n伏特，其中n为所述电芯组中电芯的串数。

作为优选，所述步骤s5中由恒流(0.25c)充电模式转恒流(0.1c)充电模式的转换条件为电芯组的电压≥3.3*n伏特，由恒流(0.1c)充电模式转恒压充电模式的转换条件为电芯组的电压≥3.55*n，其中n为所述电芯组中电芯的串数。

三元材料的充电模式为恒流(0.25c)转恒压，磷酸铁锂材料的是恒流(0.25c)转恒流(0.1c)转恒压；对于电芯组两端的电压，24v电芯组和48v电芯组两端电压是相同的，24v电芯组的最高电压为29.2v(对应三元材料的是7串，磷酸铁锂的是8串)，48v电芯组两端最高电压为54.6v(对应三元材料的是13串，磷酸铁锂的是15串)，36v的三元材料电芯组的最高电压为42v(10串)，36v的磷酸铁锂材料电芯组的最高电压为43.8v(12串)。

因为使用磷酸铁材料的锂电池在电芯组末端电芯之间的不均衡性会比较明显，单体电芯之间的压差会比较大，此时仍旧以较大的恒流(0.25c)值去充电，会引起电池组内部分单体电芯电压会上升很快从而触发bms进入保护，使充电报错，所以在充电末端我们就切换为较小的恒流值(0.1c)对电池慢慢充电的方式充满整组电池。

进而使本产品能够满足对不同材质、不同电芯数量的锂电池限定充电模式转换的条件，在对不同材质、不同电芯数量的锂电池的充电使充电模式的选择更合理。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。