一种锂电池分流恒压充电保护技术的制作方法
【技术领域】
[0001]新能源，电子与信息。
【背景技术】
[0002]现有的动力型锂电池均采用串并联的形式组成。对锂电组的充电保护均采用的是对每节锂电池(并联电池的一个单元)的电压进行检测，而当电池电压达到或超过设定电压则断开充电回路来达到保护(对于其它放电保护，过电流保护，温度保护等不在本《锂电池分流恒压充电保护技术》的讨论范围内)。充电回路断开后对高于设定电压的电池单元进行均衡放电，放电至设定电压以下后再启动对整个锂电池组进行充电。从理论上分析经过N个循环后能将每个锂电池单元均充满。
[0003]现有动力型锂电池充电保护技术中存在的缺陷和不足；
1，现在动力型锂电池保护板的均衡电流一般设计为数十至数佰毫安，即使加大均衡电流对锂电池组也是意义不大，因为充电保护后电池均衡后的充电再启动的能充电的时间实在太短，很快又进入了保护状态，也就说内阻，容量，电动势一致性差的锂电池组，使用性能极差，而且是恶性循环，越来越差，唯有充分延长充电时间至数十个小时才能有所改善，这在实用中是不现实的。
[0004]2，如果锂电池在出厂时提高分容的技术标准的方法。一是增加了生产成本，二是电池还存在组装误差，机械联接，焊接，点焊均产生阻抗误差，三是动力型锂电池大部份均工作在恶劣的工况下，高温，高湿，大电流，使得动力型锂电池使用一段时间后内在技术参数发生变化(其机理尚未清楚)。这对动力型锂电池组的品质是致命伤。
【发明内容】
[0005]本《锂电池分流恒压充电保护技术》的核心特征是；
在动力型锂电池组的每节锂电池(并联电池的一个单元)上均并联了一个高精度大电流的稳压电源组件。
[0006]本《锂电池分流恒压充电保护技术》的核心技术是；
1，采用TL431作为高精度稳压源，当达到设定电压(磷酸铁锂电池为3.7V，钴酸锂，三元锂及聚合物电池为4.2V)时驱动大功率大电流达林顿管。实现在冲电回路中分流及稳压的作用，而确保整个充电回路充电参数不变。实测电压误差为3.7 (4.2) V ±0.025V，恒流充电的电流不变。
[0007]2，实现大电流分流，3A-50A。
[0008]3，等效为在每个锂电池单元上并联了一个动态均衡电阻。
[0009]4，在正常工况下其漏电流极小，〈50uA级别。
[0010]5，在充电工况下，按核定电流充电和快速充电均能适应(元件参数不同)，能使每个锂电池单元均能充分充满，当锂电池组中的其中之一电池单元充至核定电压时该器件只起到分流作用，而不关断冲电回路，使其它的锂电池单元继续冲电，当所有的锂电池单元全部冲满达到额定电压时才会切断冲电回路。
[0011]本《锂电池分流恒压充电保护技术》与以往技术相比的有益效果是；
1，降低对动力型锂电池的一致性要求，从而降低了动力型锂电池生产过程中的技术难度，相对降低了生产成本。
[0012]2，使动力型锂电池组在冲电过程中的每个电池单元中的锂离子均能充分转移，也能充分保护，防止崩塌效应的发生。
[0013]3，有效改善了动力型锂电池组的个别锂电池单元在运行过程中所产生的参数变化对整个锂电池组的影响。
[0014]4，该器件的可靠性好，结构简单，造价低，有较好的性价比。
[0015]本《锂电池分流恒压充电保护技术》附图的说明；
图1为:本《锂电池分流恒压充电保护技术》的每个保护单元的原理图。
[0016]本《锂电池分流恒压充电保护技术》的原理是；
本《锂电池分流恒压充电保护技术》组装的模块在电气上是并联安装在每个锂电池的并联单元上的。
[0017]见图1，本《锂电池分流恒压充电保护技术》组装的模块由TL431和Rl，R2及RES组成一个精密的电压取样电路，RES热敏电阻作温度补偿，R3为限流电阻根据冲电电流的动态范围要求取值。
[0018]见图1，当充电电压上升至设定电压时(磷酸铁锂电池为3.7V，钴酸锂，三元锂及聚合物电池为4.2V)Q1达林顿管导通，电流旁路，事实上该保护器设计了一个线性工作的区间，在3.65V-3.75V(4.10V-4.2V)之间电流是逐步增加的，其饱和电流是由冲电电流及达林顿管的HFE和限流电阻R3共同确定的，其等效电路为在电池上并联了一个可变电阻从而动态改变了电池的内阻，由于其稳压源特性，所以该电池被钳位在锂电池的安全充电电压以下。
[0019]产品型号有3.7V及4.2V分别用于磷酸铁锂电池和钴酸锂，三元锂及聚合物电池等，电流有5A，10A，20A，50A几种，根据不同锂电池组成要求选取。
[0020]该锂电池充电保护模块当充电电压低于设定电压时不工作其漏电流极小(〈50uA)，对动力型锂电池组可忽略不计。
[0021]该分流稳压源内阻和电池内阻相关，和锂电池的容量相关以及和达林顿管的特性参数相关。
[0022]本《锂电池分流恒压充电保护技术》【具体实施方式】；
按锂电池组的结构型式要求在合适的位置安装散热器，在散热器上安装该保护组件，并保证该组件有一个合理的散热面积(按充电电流和工作环境选定)，本《锂电池分流恒压充电保护技术》在采用较大电流冲电，而电池的一致性较差时，发热量比较大，这主要发生在将冲至额定电压时，在正常冲电工况下并无热量产生，但能确保每个锂电池单元均冲到额定电压，该项技术的冲电电流的动态范围是有一定局限的。
【主权项】
1.一种锂电池分流恒压充电保护技术，其核心特征是在动力型锂电池组的每节锂电池(并联电池的一个单元)上均并联了一个高精度大电流的恒压电源组件。2.按权项要求I所述将其核心技术整合进锂电池组的保护系统中。3.按权项要求2将本《锂电池分流恒压充电保护技术》附图的说明，图1为，本《锂电池分流恒压充电保护技术》的每个保护单元的原理图调整元器件的参数后整合进锂电池组的保护系统中。
【专利摘要】一种锂电池分流恒压充电保护技术，其核心特征是在动力型锂电池组的每节锂电池(并联电池的一个单元)上均并联了一个高精度大电流的稳压电源组件，在充电保护中不断开充电回路而又能对每节锂电池(并联电池的一个单元)进行有效保护，解决了由于锂电组中锂电池单元的内阻,容量,电压的不一致性而造成的品质问题。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN105591428
【申请号】CN201510806210
【发明人】韩志浩
【申请人】平湖市当湖街道浩正自动化设备研究所
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月22日