一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铅酸蓄电池的充电方法，具体涉及一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法。
【背景技术】
[0002]在新能源汽车中，需要将动力电池的电压转换成低压电，给铅酸蓄电池充电，当前最普遍的做法是使用DC-DC电源模块，给蓄电池供直流电，但在充电时，一般是恒压充电，铅酸蓄电池的允电方法目前主要有恒流、恒压、恒压限流、脉冲充电。
[0003]以下主要将几种充电模式作对比:
[0004]1.恒流充电
[0005]恒流充电方式是一种简单的充电方法。但是，恒流充电有其局限性:对电池过充电就会造成电池寿命的缩短，而过小电流又会延长充电时间。
[0006]2.恒压充电
[0007]恒压充电用简单的控制方法很容易就能实现。在充电的初始阶段，由于电池的电压很低而造成充电电流很大，这对电池会造成损害。当电池电压达到一定值之后，电流就会随之减小。这种充电方法的缺点就是会造成温度上升和电池的寿命减少，并且在开始时电流很大。而后来快充满时电流又很小，就无法充分利用充电器的容量。
[0008]3.恒压限流法
[0009]恒压限流法实际上是将恒压充电和恒流充电相结合，又可称为混合充电法。在充电开始阶段，由于电池电压过低，为避免电流过大而损坏电池，就采用恒流充电法来限制充电电流。但电压达到预定值时，进入恒压充电方式。恒压限流方式是大多数电池厂商推荐的充电方式。由于蓄电池充电电压较低，充电后期电流很小.因此电解液中产生的气泡很少，可以节省电能、降低蓄电池的温升，避免损坏电池的极板。恒压限流方式是一种很有效的充电方式，加上过充判断、浮充控制、温度补偿等就可以形成一个简单的充电管理系统，蓄电池可以在这个系统下更好地工作。
[0010]4.脉冲充电
[0011]在充电过程中，只要充电电流不超过蓄电池可接受的电流，蓄电池内部就不会产生大量的气泡。蓄电池中产生的极化现象会阻碍充电，并且使出气率和温升显著升高。因此，极化电压是影响充电速度的重要因素。用周期性的脉动电流给电池充电可以使电池有时间恢复其原来状态，减小极化现象的影响，解决快速充电面临的难题。但是目前这种充电方式还在研宄阶段，对于采用多大的脉冲周期，占空比又是多少之类的具体问题还没有一个定论。
[0012]基于以上分析，目前这四种充电方式都不是最优的充电方式。
【发明内容】
[0013]为了解决现有方法铅酸蓄电池充电效率高和电池寿命高不能同时满足的技术问题，本发明提供了一种铅酸蓄电池充电模式可调节的实现方法，解决上述技术问题的具体技术方案如下:
[0014]在对铅酸蓄电池进行充电时，可根据电池的状况，通过反馈环来调节其输出的电压或者是电流，通过选择电流反馈或电压反馈来实现恒流充电或者恒压充电。
[0015]具体操作步骤:
[0016]步骤一、控制器检测电池电压；
[0017]步骤二、比较电池电压与电压阈值的大小，若电池电压小于阈值，执行步骤三，否则执行步骤六；
[0018]步骤三、控制器控制选通器件选择对应的充电电流做主回路的反馈；
[0019]步骤四、选择充电电流；
[0020]步骤五、对蓄电池进行恒流充电，并回到步骤一。
[0021]步骤六、控制器控制选通器件选择对应的电压做主回路的反馈；
[0022]步骤七、输出稳定电压；
[0023]步骤八、对蓄电池进行恒压充电，并回到步骤一。
[0024]进一步，本发明通过选择⑶4051的导通引脚来改变反馈点。
[0025]进一步，本发明DCDC变换器的反馈使用电压反馈和电流反馈两种模式。
[0026]进一步，本发明D⑶C变换器的电流检测转化为电压，做主回路反馈。
[0027]进一步，本发明所述电流反馈通过取不同反馈点来改变恒流充电的电流值。
[0028]本发明的有效效益是解决了铅酸蓄电池进行充电模式问题，根据电池的状况，智能选择恒流充电或者是恒压充电的充电模式。通过【背景技术】的介绍，使用恒流或者恒压给电池充电，都会有各自的优缺点，但是在充电过程中结合两种充电模式，通过软件设计，使用先恒流，后恒压的模式，对电池寿命和充电效率方面，都会比单纯的使用恒流和恒压优势更明显。
【附图说明】
[0029]图1是本发明方法的流程图；
[0030]图2是CD4051的真值表；
[0031]图3是本发明的电压反馈模块；
[0032]图4是本发明的电流检测模块A ；
[0033]图5是本发明的反馈和控制回路；
[0034]图6是本发明的电流检测模块B。
【具体实施方式】
[0035]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合附图及实施例对本发明实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以帮助理解本发明，并不构成对本发明的限定。
[0036]如图1所示，本发明提供了两种充电模式。设置电压阈值，在DC-DC工作时，控制器检测电池电压，比较当前电池电压值与电池的电压阈值大小，若电池电压小于电压阈值，控制器控制选通器件CD4051芯片选择对应的充电电流作为主回路的反馈，选择充电电流，并使用恒流模式进行充电，使系统稳定；若电池电压大于电压阈值，控制器控制选通器件CD4051芯片选择输出电压作为主回路的反馈，使输出电压稳定，以恒压模式充电。
[0037]具体操作步骤:
[0038]步骤一、控制器检测电池电压；
[0039]步骤二、比较电池电压与电压阈值的大小，若电池电压小于阈值，执行步骤三，否则执行步骤六；
[0040]步骤三、控制器控制选通器件选择对应的充电电流做主回路的反馈；
[0041]步骤四、选择充电电流；
[0042]步骤五、对蓄电池进行恒流充电，并回到步骤一。
[0043]步骤六、控制器控制选通器件选择对应的电压做主回路的反馈；
[0044]步骤七、输出稳定电压；
[0045]步骤八、对蓄电池进行恒压充电，并回到步骤一。
[0046]如图2所示，是本发明中使用的选通器件⑶4051的真值表。⑶4051有8个输入端口，3个控制端口，I个输出端口，在工作时，芯片会根据控制端口的逻辑来判断输出端口是8路输入端口中的那一路。利用CD4051的选通特性，在其0-7这8个输入端口中送入不同的电流检测信号和电压型号，就可以通过改变3个控制端口的状态，来选择不同的输入电流和电压信号，从而实现恒流模式和恒压模式的切换。
[0047]电流信号是通过电压型霍尔传感器检测的电压信号，通过电阻分压得到不同的电压值，每一个电压值对应一个充电电流值，通过CD4051的选通特性，选择不同的电流进行充电。
[0048]如图3所示，是本发明的电压反馈模块，包括光耦(301)和可控精密稳压源TL431(302)o该模块通过TL431(302)提供基准电压，通过调整光耦导通电流来调节U-FK的电压值，来控制驱动信号的占空比。
[0049]如图4所示，是本发明的电流检测模块。该模块通过电压型霍尔传感器，将输出电流信号变换为电压信号，将电压信号通过不同的电阻402、403进行分压，得到不同的电压值，通过运放401，对此电压进行反馈，使电流值一直保持为固定值，输出恒定电流。此时DCDC变换器的电压就为电池的端电压，实现恒流充电。
[0050]如图5所示，是本发明的反馈和控制回路模块。该模块通过将电流或者电压的反馈信号送入SG3525 (501)，此芯片内部有一个比较器，并有一个基准电压，送入的反馈信号和基准电压比较，对驱动脉冲的占空比进行调节。
[0051]如图6所示，是本发明的⑶4051 (606)的选通模块。该模块通过电阻601—605将电流信号转换成不同的电压信号，送入CD405U606)的不同引脚，进行不同的充电电流选通，3个控制脚A，B, C为控制芯片给出的信号，来选择导通通道，以选择恒流或者恒压方式充电。
[0052]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法，其特征在于，通过改变电路的反馈环路来改变充电模式。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法，其特征在于，该方法的具体步骤为: 步骤一、控制器检测电池电压； 步骤二、比较电池电压与电压阈值的大小，若电池电压小于阈值，执行步骤三，否则执行步骤六； 步骤三、控制器控制选通器件选择对应的充电电流做主回路的反馈； 步骤四、选择充电电流； 步骤五、对蓄电池进行恒流充电，并回到步骤一； 步骤六、控制器控制选通器件选择对应的电压做主回路的反馈； 步骤七、输出稳定电压； 步骤八、对蓄电池进行恒压充电，并回到步骤一。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法，其特征在于，通过选择⑶4051的导通引脚来改变反馈点。
4.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法，其特征在于，DCDC变换器的反馈使用电压反馈和电流反馈两种模式。
5.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法，其特征在于，DCDC变换器的电流检测转化为电压，做主回路反馈。
6.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法，其特征在于，所述电流反馈通过取不同反馈点来改变恒流充电的电流值。
【专利摘要】本发明涉及一种铅酸蓄电池多模式充电的实现方法，在DC-DC工作时，控制器检测电池电压，比较当前电池电压值与电池的电压阈值大小，若电池电压小于电压阈值，控制器控制选通器件CD4051芯片选择对应的充电电流作为主回路的反馈，选择充电电流，并使用恒流模式进行充电，使系统稳定；若电池电压大于电压阈值，控制器控制选通器件CD4051芯片选择输出电压作为主回路的反馈，使输出电压稳定，以恒压模式充电。本发明可以实现对铅酸蓄电池进行充电时，根据电池的状况，智能选择恒流充电或者是恒压充电的充电模式，从而在实现充电时间短的同时又能保护电池，延长电池的使用寿命。
【IPC分类】H02J7-00, H01M10-44
【公开号】CN104868540
【申请号】CN201510245480
【发明人】牛斌, 陈志辉, 李顺章
【申请人】武汉合康动力技术有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月14日