專利名稱：單體蓄電池升壓成組控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為單體蓄電池升壓成組控制器，屬于蓄電池控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的蓄電池成組方式中，為滿足負(fù)載電壓的要求，都是采用對(duì)單體蓄電池串聯(lián)升壓的方式予以組合，由于蓄電池目前的生產(chǎn)技術(shù)及工藝的限制，造成各個(gè)單體蓄電池的技術(shù)指標(biāo)一致性較差，因此串聯(lián)成組后單體蓄電池在充放電過程中相互影響，使得串聯(lián)電池組中的部分電池容易過充電或過放電，造成蓄電池組的工作壽命遠(yuǎn)小于單體蓄電池的工作壽命，這在鋰離子電池的應(yīng)用中較為普遍；在現(xiàn)有的技術(shù)及解決方案中，都是采用對(duì)串聯(lián)成組中的各個(gè)單體蓄電池的兩極上并聯(lián)一個(gè)均衡及測控支路，在微處理器及測控支路的監(jiān)測控制下使得串聯(lián)中的單體蓄電池的對(duì)外特性趨于一致，從而提高串聯(lián)蓄電池組的壽命；這樣做的缺陷是均衡及測控支路的有效工作范圍有限，因此當(dāng)單體蓄電池的指標(biāo)差別及變化過大時(shí)仍然會(huì)影響到整個(gè)串聯(lián)蓄電池組的壽命。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述原因及問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種單體蓄電池升壓成組控制器，使得單體蓄電池在成組后能夠相互隔離及獨(dú)立工作，能夠避免單體蓄電池在成組后的相互影響，提高蓄電池組壽命，且具有實(shí)施方便的特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型介紹一種單體蓄電池升壓成組控制器，含有多個(gè)單體蓄電池，其特征在于有一個(gè)超級(jí)電容、多個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器、一個(gè)蓄電池組監(jiān)控器，每一個(gè)單體蓄電池的電流輸入輸出端分別與一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器的低壓輸入輸出端相連接，每一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器的升壓直流輸出端都與超級(jí)電容相連接，每一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器中有一個(gè)單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器、一個(gè)單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器、一個(gè)DC-DC電源升壓器、一個(gè)單體蓄電池監(jiān)測器、一個(gè)脈沖變壓器、一個(gè)整流器、一個(gè)輸出電源濾波器、一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器、一個(gè)單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器、一個(gè)單體蓄電池充放電控制器、一個(gè)微處理器，每一個(gè)單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器中有一個(gè)單向放電開關(guān)、一個(gè)限流器、一個(gè)調(diào)壓器，每一個(gè)單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器中有一個(gè)單向放電開關(guān)、一個(gè)限流器、一個(gè)調(diào)壓器，單體蓄電池監(jiān)測器中有一個(gè)溫度傳感器、一個(gè)電壓傳感器和一個(gè)電流傳感器，單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接，單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端與脈沖變壓器的低壓輸入端相連接，脈沖變壓器的升壓輸出端與整流器交流輸入端相連接，整流器的直流輸出端與電源濾波器的輸入端相連接，電源濾波器的輸出端與超級(jí)電容相連接后與負(fù)載相連接，單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端與單體蓄電池的輸入輸出端相連接，單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器的充電電流輸入端與單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的充電輸出端相連接， 單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的充電輸入端與充電電源的輸出端相連接，單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的溫度調(diào)節(jié)電流輸出端與溫度調(diào)節(jié)器的工作電流輸入端相連接，單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器、單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器、單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器、單體蓄電池監(jiān)測器的工作狀態(tài)及控制端分別與單體蓄電池充放電控制器的部分輸入輸出端相連接，單體蓄電池充放電控制器的其他部分工作控制輸入輸出端分別與微處理器的工作輸入輸出端相連接，DC-DC電源升壓器的低壓輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接，DC-DC電源升壓器的升壓電流輸出端與單體蓄電池充放電控制器、單體蓄電池監(jiān)測器、 微處理器的電源輸入端相連接，各個(gè)微處理器的部分工作輸入輸出端分別與蓄電池組監(jiān)控器的工作輸入輸出端相連接。本實(shí)用新型的工作原理為對(duì)每一個(gè)單體蓄電池設(shè)置放電升壓控制器及單體充電控制器，這樣，每個(gè)單體蓄電池的充放電工作就相對(duì)獨(dú)立，既不會(huì)受到其他單體蓄電池的影響，也不會(huì)去影響到其他單體蓄電池，對(duì)每一個(gè)單體蓄電池的輸出電流進(jìn)行單向電子開關(guān)控制、調(diào)壓、脈沖變壓及整流輸出，且并聯(lián)連接、合并匯集到超級(jí)電容上，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)單體蓄電池的獨(dú)立供電、升壓及電流匯集的功能，就實(shí)現(xiàn)了提升輸出電壓及加大輸出電流的大功率供電功能；上述過程即為采用單體蓄電池獨(dú)立放電、電子開關(guān)控制產(chǎn)生脈沖信號(hào)、調(diào)壓管進(jìn)行電壓調(diào)整、高頻變壓器對(duì)脈沖信號(hào)變壓及整流的方式實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)壓及升壓輸出、電流匯集的成組工作方式，使得各個(gè)單體蓄電池的工作各自獨(dú)立，電流電壓相互隔離，不會(huì)帶來相互影響；在充電過程中，由于對(duì)各個(gè)單體蓄電池進(jìn)行隔離獨(dú)立充電，某一個(gè)單體蓄電池的充電狀態(tài)不會(huì)影響其他單體蓄電池的充電工作；當(dāng)通過單體蓄電池監(jiān)測器、 微處理器及蓄電池組監(jiān)控器的監(jiān)測處理發(fā)現(xiàn)某一個(gè)單體蓄電池的工作監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)，則可以通過對(duì)應(yīng)的單體蓄電池充電及放電升壓控制器對(duì)該單體蓄電池關(guān)閉其充放電功能，而其他的單體蓄電池仍然可以繼續(xù)工作；這樣，在一定單體蓄電池?cái)?shù)量的冗余度配置下，個(gè)別單體蓄電池的指標(biāo)變化甚至損壞的情況下也不會(huì)影響到其他的單體蓄電池及整個(gè)蓄電池組的工作及壽命。

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的單體蓄電池升壓成組控制器的系統(tǒng)構(gòu)成電原理圖；圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的單體蓄電池升壓成組控制器的構(gòu)成電原理圖；在圖1及圖2中，對(duì)于具有同一功能的部件在各附圖中采用相同的編號(hào)來表示，以避免編號(hào)過多而帶來混亂。
具體實(shí)施方式
下面以附圖為例說明本實(shí)用新型的實(shí)施例圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的單體蓄電池升壓成組控制器的系統(tǒng)構(gòu)成電原理圖， 其中A為單體蓄電池，采用常規(guī)單體蓄電池即可；B為單體蓄電池充電及放電升壓控制器，其電路構(gòu)成原理詳見附圖2所示；C為超級(jí)電容，采用大容量電容器及耐壓與輸出電壓相匹配即可；D為負(fù)載；E為充電輸入電源，采用輸出與各個(gè)單體蓄電池充電指標(biāo)相符合的充電輸入電源即可；每一個(gè)單體蓄電池的電流輸入輸出端分別與一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器的低壓輸入輸出端相連接，每一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器的升壓直流輸出端都與超級(jí)電容相連接；[0012]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的單體蓄電池升壓成組控制器的構(gòu)成電原理圖，其中在單體蓄電池充電及放電升壓控制器B中，1為單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器，采用晶閘管及可控調(diào)壓管所構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體蓄電池放電輸出電流的單向輸出開關(guān)、限流及調(diào)壓的功能；2為單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器，采用晶閘管及可控調(diào)壓管所構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體蓄電池充電輸入電流的單向輸入開關(guān)、限流及調(diào)壓的功能；3為DC-DC電源升壓器，采用常規(guī) DC-DC直流升壓芯片或模塊即可；4為單體蓄電池監(jiān)測器，采用溫度傳感器、電壓傳感器和電流傳感器構(gòu)成；5為脈沖變壓器，采用常規(guī)高頻變壓器即可；6為整流器，采用橋式整流器構(gòu)成；7為輸出電源濾波器，采用大功率低通電源濾波器即可；8為溫度調(diào)節(jié)器，采用電加熱器及風(fēng)扇即可；9為單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器，采用電子開關(guān)及放大驅(qū)動(dòng)電路所構(gòu)成；10為單體蓄電池充放電控制器，采用放大驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成；11為微處理器，采用常規(guī)單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成；另外，附圖2中12為超級(jí)電容，采用大容量、耐壓與輸出電壓相匹配的電容即可；單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接，單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端與脈沖變壓器的輸入端相連接，脈沖變壓器的升壓輸出端與整流器交流輸入端相連接，整流器的直流輸出端與電源濾波器的輸入端相連接，電源濾波器的輸出端與超級(jí)電容相連接，單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端與單體蓄電池的輸入輸出端相連接，單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器的充電電流輸入端與單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的充電輸出端相連接，單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的充電輸入端與充電電源的輸出端相連接，單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的溫度調(diào)節(jié)電流輸出端與溫度調(diào)節(jié)器的工作電流輸入端相連接，單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器、單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器、單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器、單體蓄電池監(jiān)測器的工作狀態(tài)及控制端分別與單體蓄電池充放電控制器的部分輸入輸出端相連接，單體蓄電池充放電控制器的其他部分工作控制輸入輸出端分別與微處理器的工作輸入輸出端相連接，DC-DC電源升壓器的低壓輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接，DC-DC電源升壓器的升壓電流輸出端與單體蓄電池充放電控制器、單體蓄電池監(jiān)測器、微處理器的電源輸入端相連接，各個(gè)微處理器的部分工作輸入輸出端分別與蓄電池組監(jiān)控器的工作輸入輸出端相連接；按照附圖1及附圖2所示元器件及模塊構(gòu)成及上述連線說明完成相互連接，對(duì)各個(gè)微處理器及蓄電池組監(jiān)控器編制工作軟件即可完成本實(shí)用新型的實(shí)施例。本實(shí)用新型的單體蓄電池升壓成組控制器，還可以是有多個(gè)單體蓄電池的電流輸出端分別通過多個(gè)二極管并接后與一個(gè)開關(guān)變壓整流器的輸入端相連接，這樣可以在開關(guān)變壓整流器容量允許的情況下由多個(gè)單體蓄電池共用，減少本實(shí)用新型的實(shí)施成本。本實(shí)用新型所介紹的單體蓄電池升壓成組控制器，還可以是對(duì)一組單體蓄電池充電及放電升壓控制器中的單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端并接后與同一個(gè)脈沖變壓器的輸入端相連接，在各個(gè)單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器中，調(diào)壓器輸入端與對(duì)應(yīng)的單體蓄電池的輸出端相連接，調(diào)壓器輸出端與限流器輸入端相連接，限流器輸出端與單向電子開關(guān)輸入相連接，一組單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的單向電子開關(guān)輸出端并接后與一個(gè)脈沖變壓器的低壓輸入端相連接，這樣可以使得本實(shí)用新型的實(shí)施更為簡單，降低成本及減輕所述的單體蓄電池升壓成組控制器的重量，便于實(shí)際應(yīng)用。本實(shí)用新型所介紹的單體蓄電池升壓成組控制器，還可以是其中的單向放電開關(guān)
5限流調(diào)壓器及單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器各采用一個(gè)三極管器件及相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)其對(duì)通過電流的單向開關(guān)、限流及調(diào)壓的綜合功能，這樣可以使得本發(fā)明的實(shí)施更為簡單易行，降低成本。 本實(shí)用新型介紹了一種由多個(gè)單體蓄電池、超級(jí)電容、單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器、 單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器、DC-DC電源升壓器、單體蓄電池監(jiān)測器、脈沖變壓器、整流器、輸出電源濾波器、溫度調(diào)節(jié)器、單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器、單體蓄電池充放電控制器及微處理器所組成的單體蓄電池升壓成組控制器，實(shí)現(xiàn)了一種單體升壓蓄電池組的工作方法，使得單體蓄電池在成組后能夠相互隔離及獨(dú)立工作，能夠避免單體蓄電池在成組后的相互影響，提高蓄電池組壽命，且具有實(shí)施方便的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種單體蓄電池升壓成組控制器，含有多個(gè)單體蓄電池，其特征在于有一個(gè)超級(jí)電容、多個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器、一個(gè)蓄電池組監(jiān)控器，每一個(gè)單體蓄電池的電流輸入輸出端分別與一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器的低壓輸入輸出端相連接，每一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器的升壓直流輸出端都與超級(jí)電容相連接，每一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器中有一個(gè)單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器、一個(gè)單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器、一個(gè)DC-DC電源升壓器、一個(gè)單體蓄電池監(jiān)測器、一個(gè)脈沖變壓器、一個(gè)整流器、 一個(gè)輸出電源濾波器、一個(gè)溫度調(diào)節(jié)器、一個(gè)單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器、一個(gè)單體蓄電池充放電控制器、一個(gè)微處理器，每一個(gè)單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器中有一個(gè)單向放電開關(guān)、一個(gè)限流器、一個(gè)調(diào)壓器，每一個(gè)單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器中有一個(gè)單向放電開關(guān)、 一個(gè)限流器、一個(gè)調(diào)壓器，單體蓄電池監(jiān)測器中有一個(gè)溫度傳感器、一個(gè)電壓傳感器和一個(gè)電流傳感器，單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接， 單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端與脈沖變壓器的低壓輸入端相連接，脈沖變壓器的升壓輸出端與整流器交流輸入端相連接，整流器的直流輸出端與電源濾波器的輸入端相連接， 電源濾波器的輸出端與超級(jí)電容相連接后與負(fù)載相連接，單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端與單體蓄電池的輸入輸出端相連接，單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器的充電電流輸入端與單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的充電輸出端相連接，單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的充電輸入端與充電電源的輸出端相連接，單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器的溫度調(diào)節(jié)電流輸出端與溫度調(diào)節(jié)器的工作電流輸入端相連接，單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器、單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器、單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器、單體蓄電池監(jiān)測器的工作狀態(tài)及控制端分別與單體蓄電池充放電控制器的部分輸入輸出端相連接，單體蓄電池充放電控制器的其他部分工作控制輸入輸出端分別與微處理器的工作輸入輸出端相連接，DC-DC電源升壓器的低壓輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接，DC-DC電源升壓器的升壓電流輸出端與單體蓄電池充放電控制器、單體蓄電池監(jiān)測器、微處理器的電源輸入端相連接，各個(gè)微處理器的部分工作輸入輸出端分別與蓄電池組監(jiān)控器的工作輸入輸出端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的單體蓄電池升壓成組控制器，其特征在于在有多個(gè)單體蓄電池的電流輸出端分別通過多個(gè)二極管并接后與一個(gè)單體蓄電池充電及放電升壓控制器的輸入端相連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單體蓄電池升壓成組控制器，其特征在于對(duì)一組單體蓄電池充電及放電升壓控制器中的單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的輸出端并接后與同一個(gè)脈沖變壓器的輸入端相連接，在各個(gè)單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器中，調(diào)壓器輸入端與對(duì)應(yīng)的單體蓄電池的輸出端相連接，調(diào)壓器輸出端與限流器輸入端相連接，限流器輸出端與單向電子開關(guān)輸入相連接，一組單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器的單向電子開關(guān)輸出端并接后與一個(gè)脈沖變壓器的低壓輸入端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型介紹了一種由多個(gè)單體蓄電池、超級(jí)電容、單向放電開關(guān)限流調(diào)壓器、單向充電開關(guān)限流調(diào)壓器、DC-DC電源升壓器、單體蓄電池監(jiān)測器、脈沖變壓器、整流器、輸出電源濾波器、溫度調(diào)節(jié)器、單體蓄電池充電及溫度調(diào)節(jié)控制器、單體蓄電池充放電控制器及微處理器所組成的單體蓄電池升壓成組控制器，實(shí)現(xiàn)了一種單體升壓蓄電池組的工作方法，使得單體蓄電池在成組后能夠相互隔離及獨(dú)立工作，能夠避免單體蓄電池在成組后的相互影響，提高蓄電池組壽命，且具有實(shí)施方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202260566SQ201120412008
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
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