[发明专利]一种新型蓄电池组充电控制电路及其方法

说明书

技术领域

本发明关于蓄电池组能量均衡控制领域，特别是涉及一种新型蓄电池组充电控制电路及其方法。

背景技术

蓄电池的使用范围越来越广泛，而普通的蓄电池单体并不能满足大功率使用场合的要求，所以产生了蓄电池组，即将不同蓄电池单体进行串联和并联，然后作为所需要的系统电源使用，其中蓄电池单体的串联在使用中很常见。

尽管选作蓄电池组的蓄电池单体在连接之处的参数都相同，但是随着不断使用，蓄电池中各个单体的性能会逐渐显现出不一致性，继续使用蓄电池组，会造成蓄电池组内部各个单体的电压不一样，即某些时候蓄电池组中一些蓄电池单体已经充满，但是另一些没有充满，传统的充电方式继续充电将会导致蓄电池内部某些单体因过压或欠压而损坏，最终会导致蓄电池组的无法正常运行。

目前有很多方法解决这个问题，但是普遍现象是，电路简单的是消耗能量的电路，效率低，电路复杂的，拓扑复杂，因此，实有必要提出一种新的控制方案，其能够在充电后期保证蓄电池组中的各个电池单体性能相当。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种新型蓄电池组充电控制电路及其方法，其能够在充电后期保证蓄电池组中的各个电池单体性能相当，以改进现有串联蓄电池组中能量的不均衡分布造成的对蓄电池的损害的问题。

为达上述及其它目的，本发明提出一种新型蓄电池组充电控制电路，该控制电路包括n个充电控制小组，每个充电控制小组包括两个电池单体、电感、电容以及第一能量双向可控的电子开关、第二能量双向可控的电子开关，其中，该第一能量双向可控的电子开关与该电感串联接于一电池单体的正负极，该第二能量双向可控的电子开关与该电感串联接于另一电池单体的正负极，每个充电控制小组的拓扑结构相同，各充电控制小组之间通过该第一能量双向可控的电子开关连接该电容相连。

进一步地，各能量双向可控的电子开关采用脉冲宽度调制的方式进行控制。

进一步地，该能量双向可控的电子开关为双背靠背连接的金属-氧化层半导体场效晶体管或双背靠背连接的绝缘栅双极型晶体管或金属-氧化层半导体场效晶体管与二极管的串联或绝缘栅双极型晶体管与二极管的串联。

进一步地，该控制电路的电池单体的个数至少为4个。

为达到上述目的，本发明还提供一种新型蓄电池组充电控制方法，包括如下步骤：

步骤一，依次检测上下相邻两充电控制小组电池电量，根据两充电控制小组的电池电量关系确定各能量双向可控的电子开关的导通与关断，以实现各充电控制小组电池之间的能量平衡；

步骤二，当各充电控制小组之间的能量平衡后，再逐个检测各充电控制小组内部上下两个电池单体的电池电量，根据上下两个电池单体的电池电量关系确定小组内部各能量双向可控的电子开关的导通与关断，以实现各电池单体之间的能量平衡。

进一步地，步骤一进一步包括如下步骤：

当检测到上充电控制小组电池电量多于下充电控制小组电池电量，将上充电控制小组的第二能量双向可控的电子开关导通，上充电控制小组电感储存能量，同时下充电控制小组的电感释放能量给下充电控制小组的电池单体；

将下充电控制小组的下电池单体的第一能量双向可控的电子开关导通；

将所有电子开关都关断。

进一步地，步骤二进一步包括如下步骤：

当检测到上电池单体能量多于下电池单体，第一能量双向可控的电子开关开通，第二能量双向可控的电子开关关断，电感储能；

将该第一能量双向可控的电子开关关断，即第二能量双向可控的电子开关开通，电感释放能量，此时下电池单体从上电池单体获得能量；

当检测到下电池单体能量多于上电池单体，上述过程反之。

进一步地，能量的流动方向由能量双向可控的电子开关的占空比决定。

与现有技术相比，本发明一种新型蓄电池组充电控制电路及其方法通过将两个电池单体设为一组，并利用两个能量双向可控的电子开关与一个电感将两个电池单体连接，通过变换开关管的开通时间改变电路的具体工作方式，进而改变能量流动的方向，从而解决充电过程中，串联蓄电池组中各个单体储存电量的不一致性，从而延长蓄电池组的寿命。

附图说明

图1-1至图1-4为本发明中使用的电子开关的结构示意图；

图2为本发明一种新型蓄电池组充电控制电路之较佳实施例的电路示意图；

图3-1至图3-5为本发明较佳实施例的具体工作情况示意图；

图4为本发明一种新型蓄电池组充电控制方法的步骤流程图。