一种具有补偿效应的电动车电池充电装置及其充电方法

摘要

本发明提供了一种具有补偿效应的电动车电池充电装置，包括：电池组(2)，包括若干个串联的电池单元；利用外接电源(10)向电池组(2)充电的充电部(1)，包括一个MCU(9)以及一个与其相连的温度传感器(16)；充电部(1)还包括主供电线路和辅助供电线路，主供电线路向电池组(2)供电，通过MCU(9)调节主供电线路的电流和电压，辅助供电线路向MCU(9)供电；所述电池组(2)和MCU(9)之间连接有一个温度传感器(18)，本发明还提供了上述一种具有补偿效应的电动车电池充电装置的充电方法。本发明能有效的对电池进行补偿充电，大幅减少充电后期的电池失水等现象，提高了蓄电池使用效率及使用寿命。本发明由MCU运算控制，性能可靠，无需维护。

主权项

一种具有补偿效应的电动车电池充电装置的充电方法，其中，电池组（2）包括若干个串联的电池单元；利用外接电源（10）向电池组（2）充电的充电部（1），包括一个MCU（9）以及一个与其相连的第一温度传感器（16）；充电部（1）还包括主供电线路和辅助供电线路，主供电线路向电池组（2）供电，通过MCU（9）调节主供电线路的电流和电压，辅助供电线路向MCU（9）供电；所述电池组（2）和MCU（9）之间连接有一个第二温度传感器（18），MCU（9）连接有风扇（15），其特征在于包括以下充电步骤：第1阶段，充电前期，通过第二温度传感器（18）和MCU（9）检测电池组（2）的初始端电压U₀和温度T，检查、判断电池组（2）连接是否正常，如果连接不正常则通过MCU（9）将信号反馈至外接电源（10）使其停止输出，如果连接正常则进行充电，并经过MCU（9）预设定的Δt₁时间判断电池组（2）的放电情况；第2阶段，充电至实际环境下满电状态，MCU（9）记录当第2阶段充电时间Δt后的电池温度T₂；记录的温度过高则启动风扇（15）为充电器散热；第3阶段，根据第1、2阶段记录的电压、温度和充电时间预判需要补偿充电的时间，进行补偿充电；第4阶段浮充阶段充电器对电池组（2）进行定时充电；该充电方法还包括以下子步骤：第1阶段：接通外接电源（10），MCU（9）数据初始化，检测电池组（2）的初始端电压U₀、温度T，若检测到U₀>0，将初始端电压U₀记录入MCU；若检测到U₀≤0，则表示电池组（2）未与充电部（1）连接或者电池组（2）正负极反接，应检查电池组（2）连接是否正常，若重新连接正常，继续检测到U₀≤0，则MCU（9）反馈信号给外接电源（10）使其停止输出；在经过MCU（9）预设定的Δt₁时间后检测电池组（2）端电压U₁，若检测到U₁> U₀，则将数据保存入MCU（9）；若检测到电压U₁未变化，则检查充电部（1）与电池组（2）是否连接异常；在MCU（9）内存储设定的标准端电压变化率V₀以及标准补偿充电时间Δt₀，所述的标准端电压变化率V₀是指在标准状况下对完全放电的电池组（2）进行充电，在Δt₁时间内端电压的变化率；所述的标准补偿充电时间Δt₀是指在标准状况下，对电池组（2）补偿充电的时间，K₀是指补偿充电容量与标准状况下放电容量Ce的百分比，即是补偿充电容量C_Δt1=Ce·K₀；根据保存入MCU（9）的电压U₀和U₁，计算Δt₁时间内电压变化率V₁；计算K₂= V₁/V₀，若K₂>1，则电池组（2）未完全放电或者电池容量衰减；若K₂<1，则电池组（2）深度放电；第2阶段：充电初始化后，MCU（9）记录环境温度T₁和充电器内部温度T₃，当Δt时间后记录电池温度T₂，当温度差值ΔT及电流I超过设定值ΔT₀和I₀时，MCU（9）将信号反馈给主电源（11）通过电流调节器（13）和电压调节器（14）分别调节充电电流及充电电压，强制使其进入第4阶段以避免电池热失控现象发生；当温度差值ΔT及电流I均在设定范围内时，计算温度补偿系数K₁；若第一温度传感器（16）在充电部（1）内部时，记录的温度过高则启动风扇（15）为充电器散热；第3阶段：MCU（9）计算电池组（2）充满后容量C；电池组（2）充满电容量C由第1阶段容量C₁和第2阶段C₂组成，C₂视为常数，即 C=C₁+C₂；而初始容量C₀越高，第1阶段充入容量C₁越小，则视作C₁=I·t₁，I₁为第1阶段充电电流，t₁为第1阶段充电时间；计算补偿容量ΔC= f·C= f·（I₁·t₁+C₂），f是K₁和K₂综合计算的补偿系数；根据补偿容量ΔC与调制的平均电流I，计算补偿充电时间Δt₂；补偿充电阶段，MCU（9）将控制器信号反馈给主电源（11）调节充电电流（13）及调节充电电压（14）；第4阶段：补偿充电结束后，MCU（9）内部定时器设定浮充充电时间为Δt₃，经Δt₃停止对电池组（2）进行充电。