n个二次电池串联和并联的充放电转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及n个二次电池串联和并联的充放电转换装置。转换操控器（1）控制联动开关（K11、K12、…、K1n）和开关KA变换n个二次电池的串联或并联连接。通过对所有二次电池电压参数采集、监测，确定串联恒流充电转换成并联恒压充电的转换时机并进行转换，达到对二次电池串联恒流快速充电、并联恒压均衡充电的效果，以及对二次电池串联放电时的保护。和二次电池串联的二极管有效阻止了二次电池之间产生并联电压差的电流。各组发光二极管之间点亮和熄灭的时间差可对二次电池组内n个单体二次电池之间的电参数做出一个初步的判断。特别是对单体二次锂电池，它有效解决了单体二次锂电池组内的充、放电不一致的问题，使单体二次锂电池组的安全性、寿命得以提升。

【技术实现步骤摘要】
n个二次电池串联和并联的充放电转换装置
本专利技术涉及n个二次电池充放电技术。
技术介绍
同一种类的同一规格单体二次电池存在一定的性能差异。在其串联充放电过程中，它们之间的性能差异随着充放电次数的增加而快速增大，它对二次电池组的危害很大。现有的充放电技术只是改善性地解决该问题，难以保证二次电池组的安全和能量蓄放的充分发挥，特别是多个二次单体锂电池的串联。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题而提供一种n个二次电池串联和并联的充放电转换装置。为实现所述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现。本专利技术包括n个二次电池、n个开关、n个二极管、n个二极管和转换操控器，n为自然数，其中：第一个二次电池的正极和开关KA的共通端子、正极输出端电连接、常闭端子和恒流充电端子电连接；n－1个二次电池的正极和n个开关的n－1个共通端子一对一地电连接、其第n个开关的共通端子和共负极充电端子、负极输出端电连接、其常闭端子和n个二次电池的负极一对一地电连接；n个二极管的负极和n个二次电池的正极一对一地电连接，其n个正极并联后和恒压充电端子电连接；n个二极管的正极和n个二次电池的负极一对一地电连接，其n个负极并联后和第n个开关的常开端子电连接；所述n个二极管、n个二极管和n个二次电池的电连接构成n个二次电池并联电连接，其阻止第i个二次电池和n个二次电池之间产生并联电压差的电流；所述n个二次电池和n个开关的电连接构成n个二次电池串联电连接；所述n个开关及开关K联动，转换操控器控制其对n个二次电池串联和并联的转换；n个二次电池串联时、为恒流充电，n个二次电池并联时、为恒压充电。依据上述技术方案，串联和并联的转换装置亦可由继电器组、多级万能转换开关、多极刀开关、多极旋转刀开关、多极旋转触头开关、插头插座组、拨动开关组等构成。转换操控器亦可由手动、电动、气动、液压等部件构成；其转换基础实质上相同，这里不再描述。n个转换开关的共通端子和n个二次电池的正极一对一地电连接，其第一个共通端子和正极输出端电连接、其常开端子并联后和恒压充电端子电连接、其第一个常闭端子和恒流充电端子（3）电连接；n个开关的共通端子和所述n个二次电池的负极一对一地电连接，其第一个至第n-1个共通端子和所述n个转换开关的第二个至第n个常闭端子一对一地电连接、其第n个常开端子和其第n个共通端子电连接、其常开端子并联后和共负极充电端子（5）、负极输出端电连接。当所述n个转换开关中的共通端子和常闭端子一一对应闭合，所述n个开关中的共通端子和常开端子一一对应断开时，所述n个二次电池为串联电连接。当所述n个转换开关中的共通端子和常闭端子一一对应断开、并且和常开端子一一对应闭合，所述n个开关中的共通端子和常开端子一一对应常开闭合时；所述n个二次电池为并联电连接。n个低导通电阻功率场效应管的n个源极和n个二次电池的负极一对一地电连接，其第一至n－1个漏极和第二至n个二次电池的正极一对一地电连接、其第n个的漏极和开关KB的常闭端子、电连接，n个低导通电阻功率场效应管的n个栅极及源极和n个控制电路一对一地电连接；开关KB的共通端子和共负极充电端子、负极输出端电连接，n个二极管的负极并联后和常开端子电连接；开关KA和开关KB联动。二极管正极和逆变变压器次级线圈一端电连接、其另一端和电阻、稳压管正极、第i个场效应管的源极电连接，二极管负极、电阻、稳压管负极和第i个场效应管的栅极电连接；它组成第i个控制电路；当变压器初级线圈有脉冲电流时，第i个场效应管导通；无脉冲电流时，截止。稳压管、电阻、光电耦合器中的发光二极管依次串联电连接，稳压管、电阻、光电耦合器中的发光二极管依次串联电连接；稳压管及稳压管的另一端和第i个二次电池正极电连接，光电耦合器及光电耦合器中的发光二极管另一端和第i个二次电池负极电连接；电阻、光电耦合器及电阻串联电连接，电阻、光电耦合器及电阻依次串联电连接，电阻及电阻另一端和第一接口电连接，电阻及电阻另一端和第四接口电连接；发光二极管一端和光电耦合器与电阻的电连接节点电连接，另一端和第三接口电连接；发光二极管一端和光电耦合器与电阻的电连接节点电连接，另一端和第二接口电连接；稳压管的稳压电压不小于第i个二次电池的放电电压下限，稳压管的稳压电压不大于第i个二次电池的充电电压上限。上述第i个二次电池和采样电路构成对应第i个组合单元。第一个二次电池的正极和三端稳压器的输入端、二档开关的常开端子、正极输出端、输出端+V0电连接电连接，二档开关的共通端子和电磁铁线圈一端电连接；n个第一接口并联电连接后和三端稳压器的输出端电连接；n个第四接口并联电连接后和三端稳压器的接地端、三极管发射极、电阻一端、负极输出端、第n个二次电池的负极、绝缘栅双极型晶体管的发射极及稳压管、电阻一端电连接；n个第三接口并联电连接后和电阻电连接，n个第二接口并联电连接后和三极管基极、电阻另一端电连接；三极管集电极和电磁铁线圈另一端电连接；绝缘栅双极型晶体管的栅极及电阻、稳压管、电阻的另一端电连接，绝缘栅双极型晶体管的集电极和输出端-V0电连接。组合单元串联充电时，先闭合二档开关；充电过程中，组合单元内，第i个组合单元充电电压接近其充电电压上限时，对应的发光二极管点亮，三极管导通，电磁铁吸合，转换装置转换为并联电连接状态，串联充电结束并且转为并联充电过程；并联充电过程中，所有组合单元的充电电压接近其充电电压上限时，发光二极管全点亮。切断充电器和恒流充电端子、恒压充电端子的电连接、断开二档开关，电磁铁释放，转换装置转换回到串联电连接状态；在组合单元串联放电过程中，当第i个组合单元的电压接近其放电电压下限，对应的发光二极管熄灭，绝缘栅双极型晶体管截止，组合单元串联放电终止。串联充电时，恒流充电端子的充电电压+V1小于n个二次电池串联时的充电电压上限；并联充电时，恒压充电端子的充电电压+V2小于二次电池并联时的充电电压上限与二倍二极管压降之和。并联恒流充电时发光二极管之间点亮的时间差和串联放电时发光二极管之间熄灭的时间差，可对n个二次电池在预定的充电限制电压上做出电性能的评判；串联放电时，发光二极管之间熄灭的时间差，可对n个二次电池在预定的放电限制电压上做出电性能的评判；点亮、熄灭的时间差越小二次电池之间的电性能越接近。每一个二次电池由至少一个的二次单体电池并联电连接。每一个二次电池由至少一个的二次单体电池串联电连接。变压器次级线圈的抽头经过整流、恒压电路连接到恒压充电端子，次级线圈8一端经过整流、恒流电路、二极管连接到恒流充电端子，次级线圈另一端和共负极充电端子电连接；恒流充电端子的电压小于二次电池串联时的充电电压上限，恒压充电端子的电压小于二次电池并联时的充电电压上限与二倍二极管压降之和。通过对所有二次电池电压参数采集、监测，确定串联恒流充电转换成并联恒压充电的转换时机并进行转换，达到对二次电池串联的恒流快速充电、并联恒压均衡充电的效果。对所有电压参数采集、监测、控制，达到对二次电池串联放电时的保护。特别是对单体二次锂电池，它有效解决了单体二次锂电池组内的充、放电不一致的问题，使单体二次锂电池组的安全性、寿命得以提升。各发光二极管之间点亮和熄灭的时间差可对单体二次锂电池组内n个单体二次锂电池之间的电参数做出判断。发光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种n个二次电池串联和并联的充放电转换装置，其特征在于：第一个二次电池（C1）的正极和开关KA的共通端子（ZA1）、正极输出端（2）电连接、常闭端子（ZA2）和恒流充电端子（3）电连接； n－1个二次电池（Ci，i=2、…、n）的正极和n个开关（K1i，i=1、2、…、n）的n－1个共通端子（Z11、Z12、…、Z1（n－1））一对一地电连接、其第n个开关的共通端子（Z1n）和共负极充电端子（5）、负极输出端（6）电连接、其常闭端子（Z31、Z32、…、Z3n）和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的负极一对一地电连接；n个二极管（DAi，i=1、2、…、n）的负极和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的正极一对一地电连接，其n个正极并联后和恒压充电端子（4）电连接；n个二极管（DBi，i=1、2、…、n）的正极和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的负极一对一地电连接，其n个负极并联后和第n个开关的常开端子（Z3n）电连接；所述n个二极管（DAi，i=1、2、…、n）、n个二极管（DBi，i=1、2、…、n）和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的电连接构成n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）并联电连接，其阻止第i个二次电池（Ci）和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）之间产生并联电压差的电流；所述n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）和n个开关（K1i，i=1、2、…、n）的电连接构成n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）串联电连接；所述n个开关（K1i，i=1、2、…、n）及开关K联动，转换操控器（1）控制其对n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）串联或并联的转换；n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）串联时、为恒流充电，n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）并联时、为恒压充电。...

【技术特征摘要】
1.一种n个二次电池串联和并联的充放电转换装置，其特征在于：第一个二次电池（C1）的正极和开关KA的共通端子（ZA1）、正极输出端（2）电连接、常闭端子（ZA2）和恒流充电端子（3）电连接；n－1个二次电池（Ci，i=2、…、n）的正极和n个开关（K1i，i=1、2、…、n）的n－1个共通端子（Z11、Z12、…、Z1（n－1））一对一地电连接、其第n个开关的共通端子（Z1n）和共负极充电端子（5）、负极输出端（6）电连接、其常闭端子（Z31、Z32、…、Z3n）和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的负极一对一地电连接；n个二极管（DAi，i=1、2、…、n）的负极和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的正极一对一地电连接，其n个正极并联后和恒压充电端子（4）电连接；n个二极管（DBi，i=1、2、…、n）的正极和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的负极一对一地电连接，其n个负极并联后和第n个开关的常开端子（Z3n）电连接；所述n个二极管（DAi，i=1、2、…、n）、n个二极管（DBi，i=1、2、…、n）和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的电连接构成n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）并联电连接，其阻止第i个二次电池（Ci）和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）之间产生并联电压差的电流；所述n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）和n个开关（K1i，i=1、2、…、n）的电连接构成n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）串联电连接；所述n个开关（K1i，i=1、2、…、n）及开关K联动，转换操控器（1）控制其对n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）串联或并联的转换；n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）串联时、为恒流充电，n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）并联时、为恒压充电。2.根据权利要求1所述的n个二次电池串联和并联的充放电转换装置，其特征在于：n个转换开关（K1i，i=1、2、…、n）的共通端子（Z11、Z12、…、Z1n）和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的正极一对一地电连接，其第一个共通端子（Z11）和正极输出端（2）电连接、其常开端子（Z41、Z42、…、Z4n）并联后和恒压充电端子（4）电连接、其第一个常闭端子（Z31）和恒流充电端子（3）电连接；n个开关（K2i，i=1、2、…、n）的共通端子（Z21、Z22、…、Z2n）和所述n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的负极一对一地电连接，其第一个至第n-1个共通端子（Z21、Z22、…、Z2（n-1））和所述n个转换开关（K1i，i=1、2、…、n）的第二个至第n个常闭端子（Z32、…、Z3n）一对一地电连接、其第n个常开端子（Z5n）和其第n个共通端子（Z2n）电连接、其常开端子（Z51、Z52、…、Z5n）并联后和共负极充电端子（5）、负极输出端（6）电连接；当所述n个转换开关（K1i，i=1、2、…、n）中的共通端子（Z11、Z12、…、Z1n）和常闭端子（Z31、Z32、…、Z3n）一一对应闭合，所述n个开关（K2i，i=1、2、…、n）中的共通端子（Z21、Z22、…、Z2n）和常开端子（Z51、Z52、…、Z5n）一一对应断开时，所述n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）为串联电连接；当所述n个转换开关（K2i，i=1、2、…、n）中的共通端子（Z11、Z12、…、Z1n）和常闭端子（Z31、Z32、…、Z3n）一一对应断开、并且和常开端子（Z41、Z42、…、Z4n）一一对应闭合，所述n个开关（K2i，i=1、2、…、n）中的共通端子（Z21、Z22、…、Z2n）和常开端子（Z51、Z52、…、Z5n）一一对应常开闭合时；所述n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）为并联电连接。3.根据权利要求1所述的n个二次电池串联和并联的充放电转换装置，其特征在于：n个低导通电阻功率场效应管（BGi，i=1、2、…、n）的n个源极和n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n）的负极一对一地电连接，其第一至n－1个漏极和第二至n个二次电池（Ci，i=1、2、…、n－1）的正极一对一地电连接、其第n个的漏极和开关KB的常闭端子（ZB2）、电连接，n个低导通电阻功率场效应管（BGi，i=1、2、…、n）的n个栅极及源极和n个控制电路（KZi，i=1、2、…、n）一对一地电连接；开关KB的共通端子（ZB1）和共负极充电端子（5）、负极输出端（6）电连接，n个二极管（DBi，i=1、2、…、n）的负极并联后和常开端子（ZB3）电连接；开关KA和开关KB联动；二极管正极和逆变变压器次级线圈一端电连接、其另一端和...

【专利技术属性】
技术研发人员：白坤生，
申请(专利权)人：白坤生，
类型：发明
国别省市：云南,53