一种动力电池的充电器及其充电方法与流程

1.本发明涉及动力电池的充电领域。


背景技术：

2.目前电动车使用的动力电池在充电的过程中，为了降低充电器成本，通常使用小电流对动力电池进行充电，然而小电流充电一方充电面速度过于缓慢，另一方面也不利于动力电池的使用寿命，为提高充电速度以及提高动力电池的使用寿命，可以使用连续大电流对动力电池进行充电，然而使用连续大电流的充电器需要使用大功率的电源转换器，变压器的功率通常需要达到百瓦，甚至更高，这将造成动力电池的充电器制造成本大大增高，完全超出市场的接收范围，另外大功率的充电器在大电流连续充电时，易发热产生高温，产生安全隐患。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种动力电池用的充电器，包括充电单元、中央处理单元，用于给所述充电单元供电的电源转换单元，所述中央处理单元控制所述电源转换单元输出电流给所述充电单元供电，其特征在于，所述中央处理单元控制所述电源转换单元输出的电流包括间隔的第一快充电流。
4.进一步地，所述中央处理单元控制所述电源转换单元在所述间隔的第一快充电流之间输出0电流或小电流。
5.进一步地，所述间隔的第一快充电流的脉冲列持续时间小于0电流的脉冲列或小电流的脉冲列的持续时间。
6.进一步地，第一快充电流的脉冲列持续时间与小于0的脉冲列或小电流的脉冲列的持续时间之比位于1:4-1:5。
7.进一步地，所述动力电池的额定容量为c安时，所述间隔的第一快充电流的大小为大于0.2c安培并小于1.5c安培。
8.进一步地，所述中央处理单元控制所述电源转换单元停止输出所述间隔的第一快充电流，输出第二慢充电流，所述第二慢充电流小于所述第一快充电流。
9.进一步地，所述第二慢充电流为连续第二慢充电流或间隔第二慢充电流。
10.进一步地，所述第二慢充电流的大小为大于0.015c安培并小于0.2c安培。
11.进一步地，所述电源转换单元包括dc-dc变压器，所述dc-dc变压器的功率大于100w。
12.进一步地，所述dc-dc变压器的功率大于144w。
13.进一步地，所述中央处理单元通过脉宽调制控制所述电源转换单元的dc-dc变压器的初级。
14.进一步地，还包括用于检测所述充电单元的充电电流的电流检测电路或/和用于检测所述充电单元的充电电压的电压检测电路，所述中央处理单元根据所述电流检测电路
检测的充电电流和/或所述电压检测电路检测的充电电压控制所述电源转换单元。
15.本发明还保护了一种动力电池用的充电器的充电方法。
16.本发明的动力电池用的充电器有利于动力电池的使用寿命又低成本并安全。
附图说明
17.图1显示了本发明充电器的电路框图；
18.图2显示了本发明充电器的电路原理图。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述。
20.如图1所示，本发明充电器的示意图，以铅酸蓄电池100为例，一种给动力电池100进行充电的充电器1，包括中央处理单元2、充电单元3、电源转换单元4，电源转换单元4与充电单元3电连接用于给充电单元3供电，中央处理单元2与充电单元3电连接用于检测充电单元3的充电电流和充电电压，中央处理单元2与电源转换单元4电连接可以控制电源转换单元4输出需要的充电电流，充电单元3动力电池100进行电连接用于给动力电池100进行充电。中央处理单元2可以控制电源转换单元4输出需要的电流，当充电单元3需要给动力电池100以间隔大电流进行充电时，中央处理单元2可以控制电源转换单元4间隔输出大电流，也就是第一快充电流；当中央处理单元2检测到充电单元3需要以连续或间隔小电流进行充电时，也就是以第二慢充电流进行充电，中央处理单元2控制电源转换单元4输出第二慢充电流，第二慢充电流小于第一快充电流；充电器1可以通过控制电源转换单元4输出需要的电流大小、电流输出形式，特别是提供输出间隔的大电流，提高动力电池使用寿命的同时也降低了电源转换单元4的成本。比如动力铅酸蓄电池100用于给电动自行车提供动力，为了提高充电效果，动力电池的额定容量为c安时，间隔的第一快充电流的大小最好大于0.2c安培并小于1.5c安培，比如型号为48v12ah的动力铅酸蓄电池为目前电动车市场上容量最小的电池，第一快充电流的大小2.4a-18a，充电用变压器的功率为144w-1080w，最好是4a-18a，充电用变压器的功率为240w-1080w；再如型号为48v20ah的动力铅酸蓄电池，第一快充电流的大小4a-30a，充电用变压器的功率为240w-1800w；随着动力电池的容量和电压的提高，充电器的功率相应的提高。通过控制电源转换单元4输出间隔的第一快充电流进行充电，提高动力电池使用寿命的同时也降低了电源转换单元4的成本。根据需要中央处理单元也可以控制电源转换单元间隔输出第一快充电流，仅仅以间隔输出第一快充电流给动力电池进行充电。
21.如图2所示，本发明的充电器1还包括用于检测充电单元3的充电电流的电流检测电路5或/和用于检测充电单元3的充电电压的电压检测电路6，中央处理单元2通过电流检测电路检测的充电电流和/或通过电压检测电路检测的充电电压控制电源转换单元输出需要的充电电流。电源转换单元4包括dc-dc变压器7，dc-dc变压器7包括初级和次级，中央处理单元2控制电源转换单元4的dc-dc变压器7输出间隔的第一快充电流可以是通过脉宽调制控制电源转换单元的变压器7的初级来实现的。电源l、n接入防雷、emi、pfc整流后，通过cpu脉冲控制驱动mos管，变压器输出后经过整流，电流或/和电压检测，实现脉冲电流、电压闭环控制。通过控制变压器按照工艺要求周期比例输出第一快充电流正脉冲，如：第一快充
电流和0的脉冲列，或是第一快充电流和小电流脉冲列，即间隔的第一快充电流，最好第一快充电流的脉冲列持续时间小于0的脉冲列或小电流的脉冲列的持续时间，特别是第一快充电流的脉冲列持续时间与小于0的脉冲列或小电流的脉冲列的持续时间之比位于1:4-1:5之间，这样更有利于充电器成本的降低，同时也可以对动力电池进行修复作用。当动力电池需要小电流连续充电或小电流间隔充电时，中央处理单元2可以切换控制模式，实现控制dc-dc变压器输出合适的小电流进行充电。本发明的充电器可以输出任何的需要的充电模式，比如三段式的充电模式，如间隔大电流、恒压电流、涓流小电流充电，在恒压电流和涓流小电流可以是连续或间隔的电流，也可以是其他充电模式。
22.本发明大功率的充电器实现了对动力电池的间隔快充大电流，而同时减小了变压器体积和减小相关功率器件功率，减少了充电器的成本，最关键的是实现了低成本，高性能的快速充电效果，增加了电池的使用寿命，同时也实现对动力电池的修复，另外大电流间隔充电，可以有效的控制充电器的温升，避免高温引起的火灾等安全隐患。本发明的大功率的充电器用变压器的功率大于100w，最好大于144w，这样可以更好的实现本发明的目的。
23.本发明的充电器不需要获取动力电池的相关信息，特别适用于用户随身携带使用的便携式的大功率充电器，不但可以降低充电器的制造成本，也能对动力电池进行快速充电，同时还能提高动力电池使用寿命、去硫化、增加动力电池单次的使用时间，实现了充电器成本与充电效果的有效融合。
24.本发明的一种充电器的充电方法，包括下列步骤：开始充电；中央处理单元控制电源转换单元间隔输出第一快充电流；中央处理单元控制电源转换单元输出第二慢充电流，第二慢充电流小于所述第一快充电流。中央处理单元控制电源转换单元输出电流最好是根据充电单元的充电电流和/或充电电压控制电源转换单元输出电流,尤其是第二慢充电流，第二慢充电流可以是连续也可以是间隔的第二慢充电流，间隔的第二慢充电流可以提高电池的使用寿命、延长动力电池单次的使用时间。间隔输出第一快充电流，即间隔大电流可以实现延长电池使用寿命、修复电池、降低充电器成本，第二电流即小电流可以实现涓流充电。当然根据需要中央处理单元也可以控制电源转换单元间隔输出第一快充电流，仅仅以间隔输出第一快充电流给动力电池进行充电。
25.另外，本发明大功率充电器的动力电池2是铅酸蓄电池，也可以是其他二次电池，如：铅碳电池、锂电池、锂离子电池、镍锌电池等等，用于给电动自行车、电动汽车等提供动力的需要大功率充电器进行充电的动力电池。
26.此外，本发明的充电器相比于现有的快充电流充电器除了变压器的成本低之外，也减少了功率管、散热器等零件的使用，此外，通过直接控制变压器，控制方便、响应更快，效率更高，间隔快充电流更易实现，也利于提高电池使用寿命以及大功率充电器大电流充电的安全。本发明的动力电池用的充电器有利于动力电池的使用寿命又低成本并安全。
27.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。