专利名称：磷酸铁锂离子电池组充电电路及装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种磷酸锂电池的充电平衡电路及
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背景技术：
磷酸铁锂离子电池组平衡串联充电技术主要应用于纯电动汽车充电系统。磷酸铁 锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长， 是一种理想电源。在实际使用中，为了获得更高的放电电压，一般将至少两只单体磷酸铁锂 离子电池串联组成磷酸铁锂离子电池组使用。经过多年的发展，磷酸铁锂动力电池由于具 有较高的安全性、很好的循环性能等优势，已经基本能满足电动车特别是纯电动轿车的要 求，工艺上也基本具备了大规模生产的条件。磷酸铁锂电池在充满电时，磷酸铁锂离子电池 组的单元电池电压不平衡会造成整个电池组的总容量下降，个别电池过充及欠充都会使磷 酸铁锂离子电池组的寿命降低。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种磷酸铁锂离子电池组充电电路及装置，旨在 保障电池组中各电池的充电平衡，减少电池过充或欠充现象。本实用新型提供一种磷酸铁锂离子电池组充电电路，包括开关电源SMPS及稳压 模块，所述稳压模块与电池组中的电池串联，用于对电池的电压进行限压；所述SMPS设有 电流检测端口和电压检测端口，所述电流检测端口与电池组的输出端相连，用于检测电池 组的充电电流；所述电压检测端口与电池组的输入端相连，用于对电池组输出的电压进行 检测，以供SMPS控制在电池组充满电时将充电模式转换为涓流充电。优选地，所述稳压模块包括稳压二极管，其正极与电池的负极相连，负极与电池的 正极相连。优选地，所述稳压模块包括场效应管及TL431芯片电路，所述场效应管的基极与 TL431芯片电路相连，漏极与电池的负极相连，源极与电池的正极相连，所述TL431芯片电 路的两端与电池两端相连。优选地，所述场效应管为P沟道MOS管。优选地，上述平衡电路还包括依次与SMPS输出端相连的整流二极管和高频滤波 电容，用于对SMPS输出的电能进行整流和滤波。本实用新型提供一种磷酸锂电池充电装置，设有充电电路，其中，所述充电平衡电 路包括开关电源SMPS及稳压模块，所述稳压模块与电池组中的电池串联，用于对电池的电 压进行限压；所述SMPS设有电流检测端口和电压检测端口，所述电流检测端口与电池组的 输出端相连，用于检测电池组的充电电流；所述电压检测端口与电池组的输入端相连，用于 对电池组输出的电压进行检测，以供SMPS控制在电池组充满电时将充电模式转换为涓流 充电。[0010]优选地，所述稳压模块包括稳压二极管，其正极与电池的负极相连，负极与电池的 正极相连。优选地，所述稳压模块包括场效应管及TL431芯片电路，所述场效应管的基极与 TL431芯片电路相连，漏极与电池的负极相连，源极与电池的正极相连，所述TL431芯片电 路的两端与电池两端相连。本实用新型所提供的磷酸铁锂离子电池组充电电路或装置，通过在充电电路中设 置稳压模块，可对电池的电压进行限压，从而有效保障电池组中各电池的充电平衡，减少电 池过充或欠充现象，避免过充及欠充对磷酸铁锂离子电池组寿命的影响。
图1为本实用新型的一个实施方式中磷酸铁锂离子电池组充电电路结构示意图；图2为本实用新型的一个实施例中稳压模块的电路结构示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本 实用新型。图1示出了本实用新型的一个实施方式中磷酸铁锂离子电池组充电电路结构，该 磷酸铁锂离子电池组充电电路包括开关电源SMPSlO及稳压模块20，所述稳压模块20与电 池组30中的电池31串联，用于对电池31的电压进行限压；所述SMPSlO设有电流检测端口 11和电压检测端口 12，所述电流检测端口 11与电池组30的输出端相连，用于检测电池组 30的充电电流；所述电压检测端口 12与电池组30的输入端相连，用于对电池组30输出的 电压进行检测，以供SMPSlO控制在电池组30充满电时将充电模式转换为涓流充电。当对电池组30充电时，开关电源SMPSlO以大电流对电池组30充电，此时的电池 组30里的每一个单元电池31的电压均低于电池的充电最高电压，电池组30开始快速恒定 电流(或恒定最大电流的脉冲电流)充电，开关电源SMPSlO中的电流检测端口 12同步检测 充电的电流。当电池组30快充满电时，其中单个的电池31可能会先达到限定电压值。在一 实施例中，上述稳压模块20可包括稳压二极管。参照图1，该稳压二极管与电池31对应连 接，在一具体示例中，假设电池31先充满电，则稳压二极管ZDl导通，主电流会由电池31转 向稳压二极管ZDl流过去。电池31的两端电压将保持在VZDl的电压(即稳压二极管ZDl 的限定电压值)，依次直到稳压二极管ZDl至ZDn全部导通。当电压检测端口 12检测到电 池组30的电压达到开关电源SMPSlO设定充满的电压值时，开关电源SMPSlO的输出电压正 好等于电池组30的充满电时的最大电压值，此时电路进入涓流充电。这样可以保证每个电 池31正好充到设定电压值。图2示出了本实用新型的一个实施例中稳压模块20的电路结构。该稳压模块20 包括场效应管QlOl及TL431芯片电路。场效应管QlOl的基极与TL431芯片电路相连，漏极 与电池的负极相连，源极与电池的正极相连。TL431芯片电路的两端与电池两端相连。TL431 芯片电路中包括TL431芯片及分压电阻。TL431芯片电路的结构和原理为本领域技术人员 所周知，在此不作赘述。在一具体示例中，可设置场效应管QlOl在电压到达电池31的限定充电电压值时导通，从而通过TL431芯片电路对电池的充电电压进行分流或调整。本实施 例中通过设置场效应管QlOl及TL431芯片电路，可提高电池充电电压的精度。本实用新型还提供了 一种酸铁锂离子电池组充电装置，该装置设有充电电路。该 充电电路包括开关电源SMPS及稳压模块，所述稳压模块与电池组中的电池串联，用于对电 池的电压进行限压；所述SMPS设有电流检测端口和电压检测端口，所述电流检测端口与电 池组的输出端相连，用于检测电池组的充电电流；所述电压检测端口与电池组的输入端相 连，用于对电池组输出的电压进行检测，以供SMPS控制在电池组充满电时将充电模式转换 为涓流充电。本实施方式中的充电平衡电路的结构可参考上述图1和图2，在此不作详述。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在 其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种磷酸铁锂离子电池组充电电路，其特征在于，包括开关电源SMPS及稳压模块， 所述稳压模块与电池组中的电池串联，用于对电池的电压进行限压；所述SMPS设有电流检 测端口和电压检测端口，所述电流检测端口与电池组的输出端相连，用于检测电池组的充 电电流；所述电压检测端口与电池组的输入端相连，用于对电池组输出的电压进行检测，以 供SMPS控制在电池组充满电时将充电模式转换为涓流充电。
2.如权利要求1所述的磷酸铁锂离子电池组充电电路，其特征在于，所述稳压模块包 括稳压二极管，其正极与电池的负极相连，负极与电池的正极相连。
3.如权利要求1所述的磷酸铁锂离子电池组充电电路，其特征在于，所述稳压模块包 括场效应管及TL431芯片电路，所述场效应管的基极与TL431芯片电路相连，漏极与电池的 负极相连，源极与电池的正极相连，所述TL431芯片电路的两端与电池两端相连。
4.如权利要求3所述的磷酸铁锂离子电池组充电电路，其特征在于，所述场效应管为P 沟道MOS管。
5.如权利要求4所述的磷酸铁锂离子电池组充电电路，其特征在于，还包括依次与 SMPS输出端相连的整流二极管和高频滤波电容，用于对SMPS输出的电能进行整流和滤波。
6.一种磷酸锂电池充电装置，设有充电电路，其特征在于，所述充电电路包括开关电源 SMPS及稳压模块，所述稳压模块与电池组中的电池串联，用于对电池的电压进行限压；所 述SMPS设有电流检测端口和电压检测端口，所述电流检测端口与电池组的输出端相连，用 于检测电池组的充电电流；所述电压检测端口与电池组的输入端相连，用于对电池组输出 的电压进行检测，以供SMPS控制在电池组充满电时将充电模式转换为涓流充电。
7.如权利要求6所述的磷酸锂电池充电装置，其特征在于，所述稳压模块包括稳压二 极管，其正极与电池的负极相连，负极与电池的正极相连。
8.如权利要求6所述的磷酸锂电池充电装置，其特征在于，所述稳压模块包括场效应 管及TL431芯片电路，所述场效应管的基极与TL431芯片电路相连，漏极与电池的负极相 连，源极与电池的正极相连，所述TL431芯片电路的两端与电池两端相连。
专利摘要本实用新型涉及电池充电技术领域，提供了一种磷酸铁锂离子电池组充电电路及装置。该磷酸铁锂离子电池组充电电路包括开关电源SMPS及稳压模块，所述稳压模块与电池组中的电池串联，用于对电池的电压进行限压；所述SMPS设有电流检测端口和电压检测端口，所述电流检测端口与电池组的输出端相连，用于检测电池组的充电电流；所述电压检测端口与电池组的输入端相连，用于对电池组输出的电压进行检测，以供SMPS控制在电池组充满电时将充电模式转换为涓流充电。本实用新型所提供的磷酸铁锂离子电池组充电电路或装置，可有效保障电池组中各电池的充电平衡，减少电池过充或欠充现象，避免过充及欠充对磷酸铁锂离子电池组寿命的影响。
文档编号H02J7/10GK201860153SQ20102026461
公开日2011年6月8日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者蓝诚宇 申请人:深圳和而泰智能控制股份有限公司