[实用新型]一种电池组的并联充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池组的并联充电装置。

背景技术

当前大多数电池(如铅酸电池/各类锂电池等)的充电方式，如图1所示，至少经过一个恒流和一个恒压阶段，一般以在恒定电压(Vc)下当充电电流减小至截止电流(Ic)为充电截止；这种充电方式也称为TAPER型充电方式。截止电流(Ic)一般取为0.1倍的恒流值。

现有对电池组的充电可分为串联充电和并联充电，并联充电最常见的为单线制并联充电。常见的单线制并联充电如图2所示，所有并充模块同时工作，每个并充模块的充电模式为TAPER型，且可独立进行充电控制。传统的单线制并联充电方法会出现充电结束时，各电池端电压不一致的情况，无法消除连接线压降对各电池影响的不一致性。此方法不但没有体现并充方式对均衡电池、提高电池寿命的优点，反而加剧了电池的不一致性和离散度，缩短了电池组寿命。

传统单线制并联充电方法在充电结束时各电池端电压，至少有如下几种可能：假设所有并充模块的参数性能一致，其充电停止的截止电流为Ic、恒压为Vc；各连接线（L0～Ln）参数性能一致，其总的内阻（线内阻＋连接内阻）均为r。

1.电池组首、尾电池，如图2中VB1和VBn， 其充电结束时其电池端电压有可能＝Vc－Ic×r（此时相邻电池充电未结束），也可能＝Vc－2Ic×r（此时相邻电池充电已结束）。

2.电池组中其它电池，如图2中VB2和VB3，                                                其充电结束时其电池端电压都有三种可能：如此时相邻电池中，有一个充电未结束，一个已结束，其＝Vc－Ic×r；如此时相邻电池充电都已结束，其＝Vc－2Ic×r；如此时相邻电池充电都未结束，其＝Vc。

因各电池性能及并充模块等必然存在差异，必导致电池组中各电池完成充电的顺序必然有先后，故各电池在充电截止时必然出现不同的端电压；而且系统无法对这种随机出现的不同电池的不同端电压进行补偿。另外，现有的并联充电方式中一个单体电池必须配一个并充模块，成本较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于传统单线制并联充电方法因各电池充电结束顺序的不同而出现的电池端电压不一致的问题，而提供了一种可有效的减轻电池极化，加快电池充电速度，降低电池充电温升，提高电池使用寿命的电池组的并联充电装置。

一种电池组的并联充电装置，所述电池组由N1个单体电池串联而成， 所述的并联充电装置包括N2个并充模块、转换开关组和时序控制器，N1、N2均为大于零的整数；

当N1为偶数时，N2＝N1/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；

当N1为奇数时，N2＝（N1+1）/2，按单体电池的排列顺序，每两个相邻的单体电池为一个电池集合，多余的一个单体电池为一个独立的电池集合，每个电池集合通过转换开关组连接同一并充模块；

所述的转换开关组均连接时序控制器。

本实用新型所述的单体电池可为单节电池，亦可为由若干节电池串并组成的电池模块；此电池可为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池等二次电池，亦可为电容或超级电容等储能器件。本实用新型所述的并充模块可为恒流源和/或恒压源。

假设所有并充模块的参数性能一致，其充电停止的截止电流为Ic、恒压为Vc；各连接线（L0～Ln）参数性能一致，其总的内阻（线内阻＋连接内阻）均为r，采用本实用新型的并联充电装置,所有电池在结束充电时的端电压VB＝Vc－2Ic×r 。

优选地，所述的转换开关组为每个电池集合中在任何时刻只接通其中一个单体电池与并充模块而进行充电的转换开关。

优选地，所述的转换开关组为电子开关。

优选地，所述的转换开关组为机械触点开关。

本实用新型的有益效果在于：

1、采用时序控制器及转换开关组控制相邻电池交替脉冲充电，解决了传统单线制并联充电方法因各电池充电结束顺序的不同而出现的电池端电压不一致的问题，可有效的减轻电池极化，加快电池充电速度，降低电池充电温升，提高电池使用寿命；

2、通过开关组进行切换，使得一个并充模块在不同的时域可对两个单体电池进行充电，从而减少了一半的并充模块，降低了成本，减小了体积，模块化方便扩展，尤其是在并充模块功率较大时优势更加明显。

附图说明

图1是传统充电过程中电流/电压与时间的关系图。