专利名称：蓄电池组均衡充电控制技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电池组均衡充电控制技术。
背景技术：
随着社会的发展与进步，交通、电力和信息系统的安全性及稳定性变得日益重要， 而构成系统的各种电力设备都离不开可靠的电源，如果在工作过程中突然停电，所造成的 损失是难以估计的。为了避免这种情况，直流电源系统中都采用蓄电池组作为独立的备用 电源，这样，即使停电或电网出现故障，也可由蓄电池组为电力设备独立供电，避免重大事 故的发生。由此可见，蓄电池组本身的容量、运行状态及寿命直接影响直流电源系统的可靠 性与稳定性。
大量研究与实验结果表明，蓄电池组中各电池单体之间存在不一致性，而电池组 有效容量则受到其中最小容量电池单体的制约。电池制作过程中，工艺和材质等的差异可 能导致其容量的不一致，电池使用过程中，温度和电路等环境因素的差异也可能导致电池 容量的不一致。由于电池容量的不一致，在充电过程中各电池的电压不尽相同，容量小的电 池已经完全充满而容量大的电池则尚未充满。此时，如果电池组继续充电，容量小的电池就 会过充。发生过充时，输入的多余电量不是储存在电池里，而是消耗在电解液中并致使电池 发生过热。同时，由于电解作用产生的气泡会附着在电极上，从而减少电极与电解液的接触 面积，降低充电的效率。此外，充电终止时各电池荷电的不均衡还会导致放电的不均衡，甚 至使个别电池因深度放电引起极性颠倒，导致整组电池的放电能力减弱，缩短电池组的寿 命。过放电还会使电池内部发生不可逆的化学反应，减小电池容量。
随着连续循环充放电次数的增加，电池单体的容量加速衰减，单体间容量的不一 致性进一步加剧。实验结果表明，在没有均衡措施的情况下，仅靠提高充电电压过充或过放 进行被动均衡的串联电池组，其寿命远小于单体电池的寿命，只有单体电池寿命的几分之 一乃至几十分之一。因此，给出适当的充电控制方案，对电池组实施均衡充放电，保证所有 电池均在同样的充放电深度，是延长铅酸蓄电池组使用寿命的关键所在，对减少运营成本、 提高电源系统的可靠性与稳定性，减少了废旧电池对环境的污染具有重要意义，是蓄电池 研究的一个重要方向。发明内容
本发明的目的是给出一种蓄电池组的均衡充电方案及其控制方法，以避免铅酸蓄 电池组在充电过程中的过充和欠充，从而延长电池的使用寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明的有益效果在于通过由场效应管控制的旁路可以将蓄电池的充电电流分 流，从而降低蓄电池的充电速度，以实现各蓄电池之间均衡充电。每一蓄电池由对应的从单 片机采集充电电压，并全部发送到同一主单片机，主单片机按照充电控制方法确定每一场 效应管的导通与阻断，并向各场效应管发送相应的控制信号予以实施。本发明具有结构简洁紧凑、制造成体低廉和使用简单方便的优点。该发明可用于任何铅酸蓄电池组的均衡充 H1^ ο
图1是蓄电池组均衡充电控制方案原理图，图中，η个蓄电池B1,…，Bn串联后接 入充电电路中。在电池组的各电池单体上并联一个串有场效应管的电路和一个电压采集电 路，电压采集电路与一个单片机从机连接，用于实时采集电池单体两极板之间的电压。与η 个蓄电池对应的η个单片机从机全部与同一个单片机主机连接，并在后者的控制下实时将 采集到的各电池单体电压送往单片机主机。单片机主机在接收到η个蓄电池的电压后，通 过均衡充电控制方法决定分别与η个蓄电池并联的η个场效应管的开闭，并实施控制。
具体实施方式
以V表示充电器两端的电压，V1,…，Vn分别表示蓄电池B1,…，Bn两极板之间的 电压，则有
权利要求
1.一种蓄电池组均衡充电控制器，其特征在于均衡充电控制器包括一个单片机主 机，η段串有场效应管的导线，η为电池组中串联电池的个数，η个单片机从机以及分别与每 个单片机从机对应的η个采样电路，每个采样电路与一段串有场效应管的导线并联，而后 连接到电池的两个极板上，每个采样电路与对应的单片机从机连接，所有单片机从机连接 到同一单片机主机上，采样电路采集每个电池的电压信号并送往相应的单片机从机，经采 样处理后将电压数据送单片机主机，各场效应管的控制端均与单片机主机连接，单片机主 机根据各从机传送的电压信号，通过蓄电池组均衡充电控制方法控制各场效应管的通断。
2.一种控制如权利要求1所述的蓄电池组均衡充电控制器的方法，其特征在于均衡 充电控制器包括一个单片机主机，η段串有场效应管的导线，η为电池组中串联电池的个 数，η个单片机从机以及分别与每个单片机从机对应的η个采样电路，每个采样电路与一 段串有场效应管的导线并联，而后连接到电池的两个极板上，每个采样电路与对应的单片 机从机连接，所有单片机从机和各场效应管的控制端均与同一单片机主机连接，采样电路 采集每个电池的电压信号并送往相应的单片机从机，经采样处理后将电压数据送单片机主 机，单片机主机根据各从机传送的电压信号对各场效应管的导通和阻断实施控制以V表 示充电器两端的电压，V1,…，Vn分别表示蓄电池B1,…，Bn两极板之间的电压，
全文摘要
由于种种原因，蓄电池的电压和容量势必存在不一致性。在充电过程中，蓄电池组中容量小的电池已经完全充满而容量大的电池则尚未充满，即同时出现过充和欠充。过充和欠充不仅降低蓄电池的充电效率，还会减少蓄电池的使用寿命。名称为蓄电池组均衡充电控制技术的发明涉及一种蓄电池组均衡充电控制技术，旨在解决蓄电池组在充电过程中的过充和欠充问题。该发明的技术方案是通过给每一个电池单体并联一个由场效应管控制的旁路，并将相应从单片机采集的电池单体的充电电压送同一个主单片机，主单片机根据蓄电池组中各单体的充电电压，借助充电控制算法决定每一条旁路的导通与阻断，并通过场效应管予以实施。该发明可用于任何铅酸蓄电池组的均衡充电。
文档编号H01M10/44GK102035230SQ201010543038
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者仵延生, 安凯, 王晓英 申请人:安凯