专利名称：用于均衡蓄电池充电程度的系统的制作方法
目前通用的蓄电池组充电或放电的方式是将充电装置或负载连接到所有蓄电池上的电极螺栓上。蓄电池组通常由很多个串联的蓄电池元件组成。充电和放电时，相同的电流将会通过所有的蓄电池元件。
在对蓄电池组充电或放电时，通常利用一控制系统通过变化组合比例来控制该过程。充电或放电就是通过向蓄电池组提供供电电流或加上负载电流来实现。电流的数值根据很多的参数例如为当时的蓄电池电压、蓄电池温度、蓄电池性能参数，当时的充电程度等来控制。应用串联的蓄电池组产生的一个问题是，实际上各蓄电池元件具有不同电极电压、温度、性能参数、充电程度等。将这一问题降低到最低程度的一种方法是，均衡蓄电池的放电，即，将所有蓄电池的能量放光，以便在下一个充电循环周期使各个元件的充电程度尽可能均衡。根据提高可利用率和寿命的要求，已研究开发一些能够均衡充电的充电系统。这些系统要连接到每一个蓄电池元件或蓄电池组件上。这就意味着，经过电极螺栓按常规提供电源供电电流。此外，可以经过各单独的连接器件向需要额外充电以便达到充满程度的各蓄电池元件或蓄电池组件提供附加电流。这种类型的系统的一个缺点是可能使装置变得十分复杂，并且仅在充电时才能作到均衡。
本发明的一个目的是要明显避免上述问题，在所有运行条件下利用一均衡系统在蓄电池组中的不同的蓄电池元件或蓄电池组件之间导引充电电流来实现，而不必进行不方便的电缆安装。
利用一安装在每一蓄电池元件或蓄电池组件上的电压变换器来实现这些目的。这些电压变换器单元连接到一所有蓄电池中的连接到各电极螺栓上的公用电流线路，在这种情况下，由具有较高充电程度、温度和电极电压等的各个元件转移能量。由于这一电流通道将所有蓄电池的电极螺栓相连接，实现了充电程度的均衡。
该系统还可具有另外的技术解决方案，其中由公用的电流线路经过各电压变换器单元向各个蓄电池元件或蓄电池组件转移能量。与上述解决方案相比，现在能量是沿相反的方向转移的，但如果现在向与其它蓄电池元件或蓄电池组件相比具有较低的充电程度、温度、电极电压等的那些蓄电池元件或蓄电池组件提供能量，这种方案可以得到相同的效果。
下面参照各示意连接图对本发明进行介绍，其中
图1表示一蓄电池，其中充电程度均衡系统连接在该蓄电池之中的每一蓄电池元件。图2表示一蓄电池，其中充电程度均衡系统连接到在该蓄电池之中的每一蓄电池组件。
图1表示一用于在各蓄电池之间均衡充电程度的系统的主要连接图，其中按照蓄电池元件级别来连接该系统。具有正极1和负极2的蓄电池包含多个串联的蓄电池元件3。该用于均衡充电程度的系统包含多个电压变换器4，这些变换器4由一对于该蓄电池处于中心位置的控制单元遥控。各电压变换器4在其一侧分别连接到各蓄电池元件的正极8和负极7。各蓄电池组件的正极10或负极11。该各电压变换器4在另一侧连接到一公共的电流线路中的正极5和负极6。公共电流线路的正极5连接到蓄电池的正极1。公共电流线路的负极6连接到蓄电池的负极2。
各电压变换器4可以设计得由一或多个蓄电池元件3得到能量并将该能量转移到公共电流线路5、6。作为另一种选择，各电压变换器4也可以设计得由公用电流线路5、6得到能量并将该能量转移到一或几个蓄电池元件3。
图2表示一用于均衡充电的系统的主要连接示意图，其中该系统已按蓄电池组件级9连接。该系统的功能是与参照图1所介绍的相同，所不同的是用蓄电池组件9取代蓄电池元件3。
用于在各蓄电池中均衡充电程度的系统可以按照不同的规则进行控制，这意味着在所有蓄电池充电的过程中，尽管是串联的，部分充电电流可以引向不同的蓄电池元件3或蓄电池组件9。按照这种方式，这些蓄电池元件或组件可以单独地充电到预定的程度。按照相同的方式，在蓄电池放电时，尽管是串联的，可以将电流导引，以使各蓄电池元件3或蓄电池组件9达到预定的程度。
电压变换器4还装有用于检测各个蓄电池元件3或蓄电池组件9的温度和电极电压的装置。各电压变换器4由蓄电池组件中央控制单元以与电压变换器4有线或无线的通信方式进行控制。上述电压变换器还可以按其它方式连接到每一蓄电池元件3或蓄电池元件9。图3表示按照所谓的减少连线的方式的一个实例，即尽管电压变换器的数目要少于蓄电池元件的数目，仍可以控制每个蓄电池元件的充电程度。
图4表示一种接线方式，其中的各电压变换器均连接到一公用地回路。这一操作程序专门适用于低电压蓄电池系统。
权利要求
1.一种用于在各蓄电池之间均衡充电程度的系统，这些蓄电池包含串联的蓄电池元件(3)或蓄电池组件(9)，其特征在于，具有一些可控的电压变换器，各变换器在一侧连接到一个或一组蓄电池元件(3)或蓄电池组件(9)上，在另一侧连接到一公用的电流线路(5、6)，该线路的正极导体(5)连接到蓄电池的正极(1)，负极导体(6)连接到蓄电池的负极(2)。
2.根据权利要求1所述的用于在各蓄电池之间均衡充电程度的系统，其特征在于，设计该可控电压变换器，使得能向或能由各蓄电池元件(3)或蓄电池组件(9)转移能量，以便控制在每一蓄电池元件或蓄电池组件中的充电程度使之达到预期的程度。
3.根据权利要求1所述的用于在各蓄电池之间均衡充电程度的系统，其特征在于，各电压变换器(4)的连接适于测量各蓄电池元件(3)的或蓄电池组件(9)的各个电极电压以及将数据发送到作为蓄电池装置的控制中心的控制系统。
4.根据权利要求1所述的用于在各蓄电池之间均衡充电程度的系统，其特征在于，各电压变换器(4)设计得适于测量各蓄电池元件(3)或蓄电池组件(9)的温度以及将该数据发送到一作为蓄电池装置的控制中心的控制系统。
全文摘要
一种用于均衡各蓄电池的充电程度的系统,包含各串联的蓄电池元件(3)或蓄电池组件(9)。各可控电压变换器(4)在一侧连接到一个或成组蓄电池元件(3)或蓄电池组件(9)上,在另一侧连接到一公用电流线路(5、6),该线路的正极导体(5)连接到蓄电池组的正极,该线路的负极导体(6)连接到蓄电池组的负极。
文档编号H02J7/02GK1201562SQ96197999
公开日1998年12月9日 申请日期1996年10月30日 优先权日1995年10月31日
发明者波·维斯乔姆 申请人:西肯电池电子学公司