[实用新型]电池平衡充电及检测修复装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池充电装置，更具体地说是一种电池平衡充电及检测修复装置。

背景技术

阀控密封铅酸电池(VRLA)以其价廉、容量大、效率高、可靠性好等优点，目前仍广泛用作电动车的动力电源。实际应用中，常将2只以上电池串联起来成为电池组协同提供动力。当电池容量不足时，再通过充电装置对其充电，以实现反复使用。

对于这种串联起来协同工作的电池组，目前常见的电池充电装置，采用的是串联型充电电路，即充电器直流输出端的正极，接到串联电池组中首个电池的正极；而串联电池组末个电池的负极，与充电器直流输出端的负极相连。由于电池组在出厂和使用过程中，难免会产生各个电池的内阻及电压等特性差异，所以，这种串联型充电电路虽然结构简单，但长期使用时容易对电池组中性能较弱的电池产生过充(表现为过热、发胀、变形等)，从而影响电池的使用寿命。

此外，现有的蓄电池均衡充电电路，采用的是P型场效应管与N型场效应管混合组成的电子开关电路对蓄电池组进行均衡充电控制。N型场效应管(NMOS)由于比P型场效应管稳定，所以常用于开关电源电路中形成了较稳定和成熟的设计，但经过实验测试发现：使用全N型的场效应管(NMOS)作为均衡充电电路的电子开关，往往只能设计用于36V以下的电池组充电电路中；在超过36V以上后，选择对地电压最高的一个电池进行充电时，电池组自身层加出的高电压施加在充电电路中形成的返向回路，常常导致电路中起开关切换作用的全N型场效应管(NMOS)在没控制信号时自己也会导通(在大电流状态下甚至烧坏)，使得电路稳定性很差。这种现象多出现在对地电压最高的电池及与它串联的第二个电池的与它们相联的NMOS管上。被充电池叠加的电压越高，充电回路里的反向电压就越强。尽管目前也出现了采用特殊开关元件隔离该回路电压的方案，但由于这些特殊元件价格很高，采用这种技术方案的产品还无法在市场普及。

实用新型内容

本实用新型的目的，即在于提供一种能解决上述不足的电池平衡充电及检测修复装置。该电池平衡充电及检测修复装置，不但适用于电压小于36V的蓄电池组，也可对串联式的大电压电池组(36V/48V/60V等)进行任意组合的平衡充电。

为实现上述目的，本实用新型电池平衡充电及检测修复装置，包括有依次相连的电源电路、电子开关电路、待充/待检电池单元，以及检测控制电路；所述电池单元包括有一个或多个电池，所述多个电池为串联或部分串联；

所述电源电路，包括提供多路可控制的充电电源，以及辅用正、负双电源；

所述电池单元中的各电池两端，各连接至所述电子开关电路的至少一个电子开关，以及所述检测控制电路的输入端；而所述各电子开关的另一端，视该电子开关所对应的电池极性而定，连接至所述电源电路的充电输出端或接地端；

所述电子开关电路中的各电子开关，是工作于开关状态的NMOS逻辑电路；

所述各电子开关的逻辑控制端，一端与所述检测控制电路的对应输出端相连；另一端接至相应N型场效应管的栅极；

所述接至各电池正极的各电子开关的逻辑控制端上，还设置有通过电阻接至负电源的支路。所述支路中电阻及负电源的参数，根据电路电源的正电压、以及实际需要的充电电压而定，负电源电压不小于接入待充的整组串联电池的电压。

上述方案中的电子开关，是事实上的一种电源与待充电池之间的一种隔离电路。作为对上述电池平衡充电及检测修复装置的进一步改进，还可在上述各单元电路之间，设置多层隔离单元；所述各隔离单元，包括有设置在各单元电路输入及输出端的电子开关。

所述各隔离单元，包括有电源控制隔离，和/或，电压测量隔离，和/或，控制信号隔离，和/或，电子开关的驱动隔离，和/或，线性隔离测量。

作为对上述电池平衡充电及检测修复装置的进一步优化，所述充电电源可选择地提供至少2组充电电流，包括均衡充电电流和快速充电电流，以用于选择对单个电池时行大电流独立充电，和/或提高充电速度。

在上文中未详尽描述的本实用新型电池平衡充电及检测修复装置中的各具体单元电路，采用本领域现有常规技术即可。

由上可知，本实用新型电池平衡充电及检测修复装置具有如下优点：

1、可采用全N型场效应管，使电路更加简单和可靠。

2、采用正、负辅助电源(+V，-V)伺服电路：正电压可加强N型效应管的驱动能力，确保场效应管能完全导通；负电压可平衡电池叠加形成的反向电压，使回路电压被吸收，确保了电路网络平衡，使充放电过程更加稳定可靠。