一種蓄電池用單充單切充電方法及充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于蓄電池的充電方法及系統(tǒng)，具體地，涉及一種蓄電池用單充單切充電方法及充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前各儀器儀表、火工品點(diǎn)爆等電源主要為鋅銀蓄電池組和鋰離子蓄電池組。蓄電池組通常用由多個(gè)單體電池串聯(lián)而成，電池之間的容量失配會(huì)影響整個(gè)蓄電池組的容量，一般在蓄電池充電過程中，既無過充電保護(hù)裝置，也無電壓均衡裝置，若不采用保護(hù)或電壓均衡措施，將會(huì)有兩種方式結(jié)束充電:(1)當(dāng)充電電壓最高的單體電池到達(dá)終止電壓時(shí)，停止充電；(2)當(dāng)充電電壓最低的單體電池到達(dá)終止電壓時(shí)，停止充電。第一種方式將直接導(dǎo)致電池組利用容量下降，無法充分發(fā)揮電池組的性能；后者將直接導(dǎo)致電池過充，對(duì)于鋅銀蓄電池組，過充電會(huì)導(dǎo)致負(fù)極片產(chǎn)生鋅枝晶，鋅枝晶的存在直接影響電池循環(huán)壽命，甚至導(dǎo)致電池短路造成電池失效；對(duì)于鋰離子蓄電池組，過充電會(huì)引起電解液的分解、氧化或者鋰枝晶的生成，刺穿隔膜引發(fā)短路，造成電池性能下降或帶來爆炸等安全隱患。尤其一些電池組不能設(shè)置電池保護(hù)電路，過充電帶來的問題更顯得尤為突出。
[0003]蓄電池常規(guī)的充電方法為整組電池充電，同時(shí)進(jìn)行單體電池電壓的巡檢，該方式只能保證電池不過充，不能解決電池電壓一致性差異帶來的能量發(fā)揮不出來問題?，F(xiàn)有的一些有關(guān)電池組均衡充電的解決方法，都是基于電池組的均衡充電，采用能量消耗或轉(zhuǎn)移來實(shí)現(xiàn)電池組的均衡。一方面該方式均衡控制電壓精度差，不能滿足一些領(lǐng)域電池高電壓一致性的要求，另一方面該方式一般電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，各路單體電池之間互相關(guān)聯(lián)，可靠性不高，并不適合一些特殊場合用蓄電池的充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于特殊場合，如運(yùn)載火箭用的蓄電池充電的方法和系統(tǒng)，能根據(jù)蓄電池組中每只單體電池的狀態(tài)設(shè)置不同的充電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋅銀蓄電池組或鋰離子蓄電池組等中每一只單體電池的獨(dú)立充電，解決因電池制造工藝或其它因素導(dǎo)致的電池電壓不一致的問題，和電池未充滿電而帶來的性能下降，以及電池過充電的問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種蓄電池用單充單切充電方法，其中，該方法是對(duì)蓄電池組中每個(gè)單體電池配備一路專用的充電模塊電源，采用一對(duì)一的方式獨(dú)立控制每個(gè)單體電池進(jìn)行充電。在充電過程中，采用單獨(dú)充電的方式對(duì)每個(gè)單體電池分別進(jìn)行充電，每個(gè)單體電池之間互不影響。充電模式可以采用恒流充電，恒壓充電，間歇充電等多種充電模式，每種充電模式的終止條件可以為時(shí)間控制條件，電壓控制條件，電流控制條件。整個(gè)充電過程中，蓄電池組中的任意單體電池均可以單獨(dú)被充電，單獨(dú)切出充電電路。
[0006]上述的蓄電池用單充單切充電方法，其中，所述的充電方法能夠用于鋅銀蓄電池組或鋰離子蓄電池組等。
[0007]上述的蓄電池用單充單切充電方法，其中，所述的鋅銀蓄電池組在充電時(shí)，對(duì)單體電池采用恒流充電，當(dāng)單體電池電壓充至設(shè)定值時(shí)，充電完成。
[0008]上述的蓄電池用單充單切充電方法，其中，所述的鋰離子蓄電池組在充電時(shí)，對(duì)單體電池的充電先采用恒流充電，當(dāng)單體電池電壓充至設(shè)定值時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓充電，當(dāng)充電電流達(dá)到設(shè)定電流時(shí)，充電完成。
[0009]本發(fā)明還提供了一種上述的方法使用的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)，其中，所述的充電系統(tǒng)包含蓄電池組、多路充電模塊電源、計(jì)算機(jī)以及壓降補(bǔ)償連接充電端子等；所述的蓄電池組包含若干單體電池，每個(gè)單體電池配備一路專用的所述充電模塊電源，每路充電模塊電源配備2只壓降補(bǔ)償連接充電端子，所述的壓降補(bǔ)償連接充電端子分別與充電模塊電源和單體電池連接；所述的計(jì)算機(jī)能夠控制各路充電模塊電源。多路充電模塊電源用于提供電池充電所需要的電能，該電源可以實(shí)現(xiàn)恒流輸出，恒壓輸出，回讀輸出電壓，回讀輸出電流。
[0010]上述的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)，其中，所述的每個(gè)單體電池，其接口設(shè)有四根接線，其中I根連接充電模塊電源輸出正極，I根連接充電模塊電源輸出負(fù)極，I根與壓降補(bǔ)償連接充電端子的電壓正端連接，I根與壓降補(bǔ)償連接充電端子的電壓負(fù)端連接；充電模塊電源輸出正極的接線與壓降補(bǔ)償連接充電端子的電壓正端的接線在單體電池的一個(gè)連接端進(jìn)行并聯(lián)并焊接在香蕉插頭上；充電模塊電源輸出負(fù)極的接線與壓降補(bǔ)償連接充電端子的電壓負(fù)端的接線在單體電池的另一個(gè)連接端進(jìn)行并聯(lián)，焊接在另一個(gè)香蕉插頭上。
[0011]上述的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)，其中，所述的壓降補(bǔ)償連接充電端子，在每路充電模塊電源上各配備I個(gè)正端子和I個(gè)負(fù)端子；每只端子能夠分成兩部分，其中一部分為中轉(zhuǎn)連接頭；所述的中轉(zhuǎn)連接頭一端為圓孔，能夠使香蕉插頭插入，另一端為螺紋，能夠擰在單體電池接線柱上；正端子的另一部分為充電模塊電源輸出正極的接線與壓降補(bǔ)償連接充電端子的電壓正端的接線在單體電池的一個(gè)連接端進(jìn)行并聯(lián)且焊接的香蕉插頭；負(fù)端子的另一部分為充電模塊電源輸出負(fù)極的接線與壓降補(bǔ)償連接充電端子的電壓負(fù)端的接線在單體電池的另一個(gè)連接端進(jìn)行并聯(lián)且焊接的另一個(gè)香蕉插頭
上述的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)，其中，所述的計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有多路電源控制軟件，能夠采集電壓電流數(shù)據(jù)，并控制充電的輸出電流值和輸出電壓值。使用多路電源控制軟件、信號(hào)采集收發(fā)計(jì)算機(jī)控制充電輸出電流值、輸出電壓值、充電模式、充電啟動(dòng)、充電停止(暫停)等，并采集電壓電流回讀數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)回讀結(jié)果進(jìn)行控制充電步驟；壓降補(bǔ)償連接充電端子主要用來輸出電流，并通過壓降補(bǔ)償功能控制電池兩端的電壓為精確的設(shè)定值，消除電流輸出過程中帶來的壓降。
[0012]上述的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)，其中，所述的每路充電模塊電源之間的耐隔離電壓大于被充電的所述蓄電池組的最高電壓，以避免由于蓄電池組中的單體電池之間互相串聯(lián)，而在充電過程電池或電源發(fā)生短路現(xiàn)象。
[0013]上述的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)，其中，所述的充電模塊電源，其輸出正極和負(fù)極中均串聯(lián)單向?qū)ǘO管，該二極管能夠承受所述單體電池充電的最高電壓及最大電流，以避免充電時(shí)，電池向電源倒灌電流。
[0014]上述的蓄電池用單充單切充電方法，其中，所述的充電方法包含以下步驟:
步驟1，打開多路充電模塊電源，使用計(jì)算機(jī)中的多路電源控制軟件連接充電模塊電源進(jìn)行通訊，并通過軟件設(shè)置充電模塊電源為電壓回讀模式。
[0015]步驟2，使用壓降補(bǔ)償連接充電端子連接蓄電池組中的每一只單體電池，通過計(jì)算機(jī)上的軟件可以讀取所連接電池的電壓。
[0016]步驟3，根據(jù)每只單體電池的電壓情況，為每一只單體電池設(shè)置合理的充電模式，并啟動(dòng)該路充電模塊電源對(duì)電池進(jìn)行充電，軟件實(shí)時(shí)顯示單體電池的充電回讀電流和充電回讀電壓。
[0017]對(duì)于鋅銀蓄電池組，一般充電模式為恒流充電，當(dāng)某單體電池充電電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，該路停止充電，其余各路繼續(xù)充電，直至所有單體電池陸續(xù)充電完成。
[0018]對(duì)于鋰離子蓄電池組，一般充電模式為先恒流充電，再恒壓充電，當(dāng)某單體電池恒流充電達(dá)到恒壓充電條件時(shí)，該路模塊電源根據(jù)回讀電壓指示進(jìn)行恒壓充電，當(dāng)充電電流小于該路設(shè)定電流值時(shí)，該單體電池充電完成，其余未完成充電的單體電池繼續(xù)按照上述程序完成充電。
[0019]本發(fā)明提供的蓄電池用單充單切充電方法及充電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.獨(dú)立的充電回路，每個(gè)單體電池的充電過程互不受影響，徹底消除了單體電池的過充、欠充的現(xiàn)象；能夠減少鋰離子蓄電池組的安全性風(fēng)險(xiǎn)和提高電池組的性能；
2.可以實(shí)現(xiàn)電池充電的全過程，即預(yù)沖、恒流快速充電、恒壓飽和充電等各種充電模式；
3.所有充電過程中，充電電流可以人工調(diào)整或預(yù)設(shè)程序自動(dòng)調(diào)整；
4.恒壓充電時(shí)的電壓自動(dòng)調(diào)整，在恒壓充電時(shí)由于線纜回路中電阻造成的壓降，使單體電池端口的電壓不斷變化，本技術(shù)中通過電壓補(bǔ)償端子可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電源輸出，保證單體電池電壓精確保持預(yù)設(shè)電壓值；
5.所有充電條件均可以以文件存儲(chǔ)和調(diào)用，以及充電過程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；便于航天產(chǎn)品的數(shù)據(jù)包管理。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的蓄電池用單充單切充電方法及充電系統(tǒng)的充電原理圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的蓄電池用單充單切充電方法及充電系統(tǒng)的實(shí)施例的充電流程圖。
[0023]圖4是本發(fā)明的蓄電池用單充單切充電方法及充電系統(tǒng)的實(shí)例中電壓隨時(shí)間變化曲線圖。
[0024]圖5是本發(fā)明的蓄電池用單充單切充電方法及充電系統(tǒng)的實(shí)例中電流隨時(shí)間變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步地說明。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供的蓄電池用單充單切充電方法，是對(duì)蓄電池組I中每個(gè)單體電池2配備一路專用的充電模塊電源3，采用一對(duì)一的方式獨(dú)立控制每個(gè)單體電池2進(jìn)行充電。在充電過程中，采用單獨(dú)充電的方式對(duì)每個(gè)單體電池2分別進(jìn)行充電，每個(gè)單體電池2之間互不影響。充電模式可以采用恒流充電，恒壓充電，間歇充電等多種充電模式，每種充電模式的終止條件可以為時(shí)間控制條件，電壓控制條件，電流控制條件。整個(gè)充電過程中，蓄電池組I中的任意單體電池2均可以單獨(dú)被充電，單獨(dú)切出充電電路。
[0027]該充電方法能夠用于鋅銀蓄電池組或鋰離子蓄電池組等。
[0028]鋅銀蓄電池組在充電時(shí)，對(duì)單體電池2采用恒流充電，當(dāng)單體電池2電壓充至設(shè)定值時(shí)，充電完成。
[0029]鋰離子蓄電池組在充電時(shí)，對(duì)單體電池2的充電先采用恒流充電，當(dāng)單體電池2電壓充至設(shè)定值時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓充電，當(dāng)充電電流達(dá)到設(shè)定電流時(shí)，充電完成。
[0030]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種該充電方法使用的蓄電池單充單切充電系統(tǒng)，包含蓄電池組1、多路充電模塊電源3、計(jì)算機(jī)4以及壓降補(bǔ)償連接充電端子55等。
[0031]蓄電池組I包含若干單體電池2，每個(gè)單體電池2配備一路專用的充電模塊電源3，每路充電模塊電源3配備2只壓降補(bǔ)償連接充電端子5 ;壓降補(bǔ)償連接充電端子5分別與充電模塊電源3和單體電池2連接。
[0032]多路充電模塊電源3用