适合于电动车用铅蓄电池的充电方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适合于电动车用铅蓄电池的充电方法及控制装置，属于电动车领域，包括中央控制器、光电耦合器、电压侦测单元及电池内阻侦测单元；中央控制器设置有引脚：Vin端、JS端、CR端、T端以及K1、K2、K3端，Vin端用以接受电压侦测单元输出端送来的电池端电压对应的电压信号，K1、K2、K3端为中央控制器的输出端，通过光电耦合器控制充电器初级PWM‑IC的工作状态，JS端为中央控制器的计时触发端，用以充电周期计时，CR端用以接受电池内阻侦测单元检测的电池内阻状态信号。本发明专利技术采用低频脉冲和加时间范围限制的充电模式，可以有效解决36—72v电池组在循环使用中出现单只落后故障导致容量寿命早衰的普遍行业现象，实现电池组一次均衡充电饱和，充电器即可关机。

Charging method and control device for lead battery for electric vehicle

The invention discloses an electric vehicle charging method for lead-acid battery and control device, which belongs to the field of electric vehicles, including the central controller, photoelectric coupler, voltage detection unit and battery internal resistance detection unit; the central controller is provided with a pin: Vin terminal and the JS terminal, CR terminal, T terminal, K1, K2, K3. The Vin terminal voltage signal of the battery terminal voltage corresponding to the output end of the voltage detecting unit received from the K1, K2, K3 as the output end of the central controller end through the optical coupler PWM IC charger control primary working state, the end of JS is the central controller end trigger timing, timing for charging cycle, CR end to accept the internal resistance of the battery state detection unit to detect the signal of the internal resistance of the battery. The invention adopts the low frequency pulse and time limit of the charging mode, can effectively solve the 36 72V battery group appeared alone in the recycling backward fault led to widespread industry capacity of the life senescence phenomenon, to achieve a balanced charge saturation battery group charger can turn off the machine.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动车领域，具体涉及一种适合于电动车用铅蓄电池的充电方法及控制装置。
技术介绍
传统充电方式，电动车充电器对电瓶充电过程中，当人们未拔除电源插头前，电瓶始终被充电，为此，会经常导致电瓶的过充电或欠充电的现象发生。而我们看到的当电瓶充满电后，电瓶充电指示灯虽然由红转绿，但是充电电路并没有完全切断，而是电池组充电后期靠浮充电压继续，慢充电，多次的长时间浮充慢充电，会导致电池组失水严重，使电池变形、发软，严重影响电池使用寿命，并降低蓄电池行驶里程。现有的充电模式很容易导致电池容量、寿命早衰的普遍行业现象。由于行业性的充电技术落后，在铅电池流通环节由于充电不良导致的售后电池堆积如山，令人触目惊心，减少我国铅蓄电池行业年度15%的故障退返率，降低铅电池行业的流通环节环境污染数字，刻不容缓。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中电动车电池充电时忘拔电源造成的过充电问题，提供一种适合于电动车用铅蓄电池的充电方法及控制装置，该充电方法采用低频脉冲和加时间范围限制的充电模式，实现电池组一次均衡充电饱和、充电器即可关机。规避了传统充电方式在电池组充电后期靠浮充充电慢饱和导致电池组失水严重的不利因素。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种适合于电动车用铅蓄电池的充电控制装置，包括中央控制器、光电耦合器、电压侦测单元及电池内阻侦测单元；所述中央控制器设置有引脚：Vin端、JS端、CR端、T端以及K1、K2、K3端，所述Vin端与电压侦测单元输出端连接，用以接受电压侦测单元输出端送来的电池端电压对应的电压信号；所述K1、K2、K3端为中央控制器的输出端，K1、K2、K3端所在电路为并联关系，在三个并联电路上分别连接一二极管，三个并联电路分别连接一二极管后共同串接一电阻，经串接电阻连接光电耦合器LED端，通过光电耦合器控制充电器初级PWM-IC的工作状态；所述JS端为中央控制器的计时触发端，在Vin端与中央控制器JS端之间连接一二极管，Vin端在接到电池端电压对应的电压信号的同时，电池端电压对应的电压信号通过二极管送达到中央控制器的JS端，所述JS端开始充电计时，计时周期到达设定值后，中央控制器通过K3电路输出持续电压信号，控制充电器前端PWM—IC进入休眠关机状态，停止充电工作关机；所述CR端与电池内阻侦测单元输出端连接，用以接受电池内阻侦测单元检测的电池内阻状态信号，中央控制器通过测知与电池容量有关的电池内阻区间数值，确认电池容量后启动充电，当临近电池充满状态，电池内阻变化值符合型号充满标准，中央控制器将CR端接受的信号值与内置的容量内阻值数据对比确认后，立即关闭K1和K2端，开启K3端电路，控制充电器前端PWM—IC进入休眠关机状态，停止充电工作关机。基于上述技术方案，在充电电池负极与地之间串接有电阻，电池内阻侦测单元通过接受串接在充电电池负极与地之间电阻的端压降输入信号，与自身基准电位比较后、翻转动作，电池内阻侦测单元输出端向中央控制器CR端送入对应于串接电阻端电压的电池内阻状态信号。基于上述技术方案，在电压侦测单元的基准端连接有电压一，在电压一与基准端之间串接一降压电阻一，并联一分压电阻一，所述基准端接受电压一经降压电阻一降压、分压电阻一分压后的基准电位，在电压侦测单元采样端与充电电池主电源之间串接两个降压电阻二，并联一分压电阻二，并在分压电阻二两端并联一电容，在电压侦测单元的基准端与输出端之间串接一电阻和一二极管，电阻和二极管反馈设置，用于限制电压侦测单元的翻转深度；当被充电池电压上升到设定值时，所述电压侦测单元采样端接收经降压电阻二降压、分压电阻二分压后的与被充电电压对应比例的电压信号，电压侦测单元采样端电压电位高于基准端电压电位，电压侦测单元发生翻转，电压侦测单元输出端将对应于主电源电压设定值的电压信号送至中央控制器的VIN端。一种适合于电动车用铅蓄电池的充电方法，该充电方法由以下步骤组成：首先，充电器在开始充电之初n秒内向充电电池发出测试脉冲电流，通过测知与电池容量有关的电池内阻区间数值确认电池容量后启动充电，所述5≤n≤15s；随着电池充电电压的逐步提高，到充电后期分为三个阶段，具体为：第一阶段：当电池在充电状态下容量上升至70-80%，电压同步上升到对应设定值一时，充电器嵌入电路中的中央控制器的VIN端得到来自电压侦测单元输出端送来的电池端电压对应的电压信号，中央控制器开启K1端输出n1：t1秒的低频脉冲充电信号，经K1端电路送达光电耦合器LED端，通过光电耦合器进而控制充电器初级PWM-IC的工作状态，同步进入n1：t1秒的低频脉冲模式工作；第二阶段：随着充电电池容量的上升，电池端电压到达设定值二后，中央控制器的VIN端同步接收到该电压信号，中央控制器立即关闭K1端，同时打开K2端输出n2：t2秒的低频脉冲充电信号，通过光电耦合器进而控制充电器初级PWM-IC的工作状态，同步进入n2：t2秒的低频脉冲模式工作；第三阶段：充电末阶段，充电电池的端电压上升到设定值三后，中央控制器的VIN端同步接受与设定值三对应的电压信号，中央控制器立即关闭K2端，同时打开K3端口并输出n3：t3秒的低频脉冲充电信号，通过光电耦合器进而控制充电器初级PWM-IC转入n3：t3秒的低频脉冲工作模式，直至充电电池电压上升到饱和值时，中央控制器将充电电压饱和值和电池模拟开路电压电压值反复与内置数据核对确认后，开启K3端持续输出低频脉冲电压信号，通过K3端及光电耦合器控制充电器前端PWM—IC，进而控制充电器电路进入休眠关机状态，此时充电过程结束，充电器停止工作。基于上述技术方案，中央控制器还通过计时触发端JS端在充电进入第一阶段开始起为充电计时，计时周期到设计值后，中央控制器会通过K3输出持续低频脉冲电压信号，控制充电器前端PWM—IC进入休眠关机状态，停止充电工作、关机。以防止电池在充电过程后期发生热失控，鼓胀变形，损坏电池。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用低频脉冲和加时间范围限制的充电模式，可以有效解决36—72v电池组在循环使用中出现单只落后故障导致容量寿命早衰的普遍行业现象，实现电池组一次均衡充电饱和，充电器即可关机。规避了传统充电方式在电池组充电后期靠浮充充电慢饱和导致电池组失水严重的不利因素。使得饱和充电后的电池组，在电动车起步阶段，能够表现出良好的电学物理特性，以较低的内阻、充足的容量，向电动机提供强劲的电流能源，保障电动车在设计的距离内起步，并进入惯性行驶状态。相比传统方式充电的电动车缩短三分之二的起步时间，有效增加30%的续航里程。该充电模式可以做到铅蓄电池在1c充电电流下充电，快速安全不会发生热失控现象。符合美国人—马斯博士提出的马斯充电理论，既电池在充电后期在进入析区间后，合理控制氢氧离子的还原，不发生热失控现象，就可以大电流快速充电。通过这样的充电模式，铅电池能够达到设计的使用寿命，减少保质期内的退返率！嵌入该充电控制模式的充电器，在当前代表新能源产业方向的电动车行业，可以有效减少我国铅蓄电池行业年度15%的故障退返率，提高蓄电池使用寿命，降低铅电池环境污染，具有广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术整体电路控制原理结构示意图；图2是本专利技术充电电池电压变化曲线结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合于电动车用铅蓄电池的充电控制装置，其特征是：包括中央控制器、光电耦合器、电压侦测单元及电池内阻侦测单元；所述中央控制器设置有引脚：Vin端、JS端、CR端、T端以及K1、K2、K3端，所述Vin端与电压侦测单元输出端连接，用以接受电压侦测单元输出端送来的电池端电压对应的电压信号；所述K1、K2、K3端为中央控制器的输出端，K1、K2、K3端所在电路为并联关系，在三个并联电路上分别连接一二极管，三个并联电路分别连接一二极管后共同串接一电阻，经串接电阻连接光电耦合器LED端，通过光电耦合器控制充电器初级PWM‑IC的工作状态；所述JS端为中央控制器的计时触发端，在Vin端与中央控制器JS端之间连接一二极管，Vin端在接到电池端电压对应的电压信号的同时，电池端电压对应的电压信号通过二极管送达到中央控制器的JS端；所述CR端与电池内阻侦测单元输出端连接，用以接受电池内阻侦测单元检测的电池内阻状态信号。

【技术特征摘要】
1.一种适合于电动车用铅蓄电池的充电控制装置，其特征是：包括中央控制器、光电耦合器、电压侦测单元及电池内阻侦测单元；所述中央控制器设置有引脚：Vin端、JS端、CR端、T端以及K1、K2、K3端，所述Vin端与电压侦测单元输出端连接，用以接受电压侦测单元输出端送来的电池端电压对应的电压信号；所述K1、K2、K3端为中央控制器的输出端，K1、K2、K3端所在电路为并联关系，在三个并联电路上分别连接一二极管，三个并联电路分别连接一二极管后共同串接一电阻，经串接电阻连接光电耦合器LED端，通过光电耦合器控制充电器初级PWM-IC的工作状态；所述JS端为中央控制器的计时触发端，在Vin端与中央控制器JS端之间连接一二极管，Vin端在接到电池端电压对应的电压信号的同时，电池端电压对应的电压信号通过二极管送达到中央控制器的JS端；所述CR端与电池内阻侦测单元输出端连接，用以接受电池内阻侦测单元检测的电池内阻状态信号。2.根据权利要求1所述的适合于电动车用铅蓄电池的充电控制装置，其特征是：在充电电池负极与地之间串接有电阻，电池内阻侦测单元通过接受串接在充电电池负极与地之间电阻的端压降输入信号，与自身基准电位比较后、翻转动作，电池内阻侦测单元输出端向中央控制器CR端送入对应于串接电阻端电压的电池内阻状态信号。3.根据权利要求1所述的适合于电动车用铅蓄电池的充电控制装置，其特征是：在电压侦测单元的基准端连接有电压一，在电压一与基准端之间串接一降压电阻一，并联一分压电阻一，所述基准端接受电压一经降压电阻一降压、分压电阻一分压后的基准电位，在电压侦测单元采样端与充电电池主电源之间串接两个降压电阻二，并联一分压电阻二，并在分压电阻二两端并联一电容，在电压侦测单元的基准端与输出端之间串接一电阻和一二极管，电阻和二极管反馈设置，用于限制电压侦测单元的翻转深度；当被充电池电压上升到设定值时，所述电压侦测单元采样端接收经降压电阻二降压、分压电阻二分压后的与被充电电压对应比例的电压信号，电压侦测单元采样端电压电位高于基准端电压电位，电压侦测单元发生翻转，电压侦测单元输出端将对应于...

【专利技术属性】
技术研发人员：任红雷，
申请(专利权)人：任红雷，
类型：发明
国别省市：河南;41