專利名稱：磷酸鐵鋰離子電池組充電電路及裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電池充電技術領域，尤其涉及一種磷酸鋰電池的充電平衡電路及
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背景技術：
磷酸鐵鋰離子電池組平衡串聯充電技術主要應用于純電動汽車充電系統。磷酸鐵 鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質量輕、無記憶效應、無污染、自放電小、循環壽命長， 是一種理想電源。在實際使用中，為了獲得更高的放電電壓，一般將至少兩只單體磷酸鐵鋰 離子電池串聯組成磷酸鐵鋰離子電池組使用。經過多年的發展，磷酸鐵鋰動力電池由于具 有較高的安全性、很好的循環性能等優勢，已經基本能滿足電動車特別是純電動轎車的要 求，工藝上也基本具備了大規模生產的條件。磷酸鐵鋰電池在充滿電時，磷酸鐵鋰離子電池 組的單元電池電壓不平衡會造成整個電池組的總容量下降，個別電池過充及欠充都會使磷 酸鐵鋰離子電池組的壽命降低。
實用新型內容本實用新型的主要目的在于提供一種磷酸鐵鋰離子電池組充電電路及裝置，旨在 保障電池組中各電池的充電平衡，減少電池過充或欠充現象。本實用新型提供一種磷酸鐵鋰離子電池組充電電路，包括開關電源SMPS及穩壓 模塊，所述穩壓模塊與電池組中的電池串聯，用于對電池的電壓進行限壓；所述SMPS設有 電流檢測端口和電壓檢測端口，所述電流檢測端口與電池組的輸出端相連，用于檢測電池 組的充電電流；所述電壓檢測端口與電池組的輸入端相連，用于對電池組輸出的電壓進行 檢測，以供SMPS控制在電池組充滿電時將充電模式轉換為涓流充電。優選地，所述穩壓模塊包括穩壓二極管，其正極與電池的負極相連，負極與電池的 正極相連。優選地，所述穩壓模塊包括場效應管及TL431芯片電路，所述場效應管的基極與 TL431芯片電路相連，漏極與電池的負極相連，源極與電池的正極相連，所述TL431芯片電 路的兩端與電池兩端相連。優選地，所述場效應管為P溝道MOS管。優選地，上述平衡電路還包括依次與SMPS輸出端相連的整流二極管和高頻濾波 電容，用于對SMPS輸出的電能進行整流和濾波。本實用新型提供一種磷酸鋰電池充電裝置，設有充電電路，其中，所述充電平衡電 路包括開關電源SMPS及穩壓模塊，所述穩壓模塊與電池組中的電池串聯，用于對電池的電 壓進行限壓；所述SMPS設有電流檢測端口和電壓檢測端口，所述電流檢測端口與電池組的 輸出端相連，用于檢測電池組的充電電流；所述電壓檢測端口與電池組的輸入端相連，用于 對電池組輸出的電壓進行檢測，以供SMPS控制在電池組充滿電時將充電模式轉換為涓流 充電。[0010]優選地，所述穩壓模塊包括穩壓二極管，其正極與電池的負極相連，負極與電池的 正極相連。優選地，所述穩壓模塊包括場效應管及TL431芯片電路，所述場效應管的基極與 TL431芯片電路相連，漏極與電池的負極相連，源極與電池的正極相連，所述TL431芯片電 路的兩端與電池兩端相連。本實用新型所提供的磷酸鐵鋰離子電池組充電電路或裝置，通過在充電電路中設 置穩壓模塊，可對電池的電壓進行限壓，從而有效保障電池組中各電池的充電平衡，減少電 池過充或欠充現象，避免過充及欠充對磷酸鐵鋰離子電池組壽命的影響。
圖1為本實用新型的一個實施方式中磷酸鐵鋰離子電池組充電電路結構示意圖；圖2為本實用新型的一個實施例中穩壓模塊的電路結構示意圖。本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本 實用新型。圖1示出了本實用新型的一個實施方式中磷酸鐵鋰離子電池組充電電路結構，該 磷酸鐵鋰離子電池組充電電路包括開關電源SMPSlO及穩壓模塊20，所述穩壓模塊20與電 池組30中的電池31串聯，用于對電池31的電壓進行限壓；所述SMPSlO設有電流檢測端口 11和電壓檢測端口 12，所述電流檢測端口 11與電池組30的輸出端相連，用于檢測電池組 30的充電電流；所述電壓檢測端口 12與電池組30的輸入端相連，用于對電池組30輸出的 電壓進行檢測，以供SMPSlO控制在電池組30充滿電時將充電模式轉換為涓流充電。當對電池組30充電時，開關電源SMPSlO以大電流對電池組30充電，此時的電池 組30里的每一個單元電池31的電壓均低于電池的充電最高電壓，電池組30開始快速恒定 電流(或恒定最大電流的脈沖電流)充電，開關電源SMPSlO中的電流檢測端口 12同步檢測 充電的電流。當電池組30快充滿電時，其中單個的電池31可能會先達到限定電壓值。在一 實施例中，上述穩壓模塊20可包括穩壓二極管。參照圖1，該穩壓二極管與電池31對應連 接，在一具體示例中，假設電池31先充滿電，則穩壓二極管ZDl導通，主電流會由電池31轉 向穩壓二極管ZDl流過去。電池31的兩端電壓將保持在VZDl的電壓(即穩壓二極管ZDl 的限定電壓值)，依次直到穩壓二極管ZDl至ZDn全部導通。當電壓檢測端口 12檢測到電 池組30的電壓達到開關電源SMPSlO設定充滿的電壓值時，開關電源SMPSlO的輸出電壓正 好等于電池組30的充滿電時的最大電壓值，此時電路進入涓流充電。這樣可以保證每個電 池31正好充到設定電壓值。圖2示出了本實用新型的一個實施例中穩壓模塊20的電路結構。該穩壓模塊20 包括場效應管QlOl及TL431芯片電路。場效應管QlOl的基極與TL431芯片電路相連，漏極 與電池的負極相連，源極與電池的正極相連。TL431芯片電路的兩端與電池兩端相連。TL431 芯片電路中包括TL431芯片及分壓電阻。TL431芯片電路的結構和原理為本領域技術人員 所周知，在此不作贅述。在一具體示例中，可設置場效應管QlOl在電壓到達電池31的限定充電電壓值時導通，從而通過TL431芯片電路對電池的充電電壓進行分流或調整。本實施 例中通過設置場效應管QlOl及TL431芯片電路，可提高電池充電電壓的精度。本實用新型還提供了 一種酸鐵鋰離子電池組充電裝置，該裝置設有充電電路。該 充電電路包括開關電源SMPS及穩壓模塊，所述穩壓模塊與電池組中的電池串聯，用于對電 池的電壓進行限壓；所述SMPS設有電流檢測端口和電壓檢測端口，所述電流檢測端口與電 池組的輸出端相連，用于檢測電池組的充電電流；所述電壓檢測端口與電池組的輸入端相 連，用于對電池組輸出的電壓進行檢測，以供SMPS控制在電池組充滿電時將充電模式轉換 為涓流充電。本實施方式中的充電平衡電路的結構可參考上述圖1和圖2，在此不作詳述。以上僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是 利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在 其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.一種磷酸鐵鋰離子電池組充電電路，其特征在于，包括開關電源SMPS及穩壓模塊， 所述穩壓模塊與電池組中的電池串聯，用于對電池的電壓進行限壓；所述SMPS設有電流檢 測端口和電壓檢測端口，所述電流檢測端口與電池組的輸出端相連，用于檢測電池組的充 電電流；所述電壓檢測端口與電池組的輸入端相連，用于對電池組輸出的電壓進行檢測，以 供SMPS控制在電池組充滿電時將充電模式轉換為涓流充電。
2.如權利要求1所述的磷酸鐵鋰離子電池組充電電路，其特征在于，所述穩壓模塊包 括穩壓二極管，其正極與電池的負極相連，負極與電池的正極相連。
3.如權利要求1所述的磷酸鐵鋰離子電池組充電電路，其特征在于，所述穩壓模塊包 括場效應管及TL431芯片電路，所述場效應管的基極與TL431芯片電路相連，漏極與電池的 負極相連，源極與電池的正極相連，所述TL431芯片電路的兩端與電池兩端相連。
4.如權利要求3所述的磷酸鐵鋰離子電池組充電電路，其特征在于，所述場效應管為P 溝道MOS管。
5.如權利要求4所述的磷酸鐵鋰離子電池組充電電路，其特征在于，還包括依次與 SMPS輸出端相連的整流二極管和高頻濾波電容，用于對SMPS輸出的電能進行整流和濾波。
6.一種磷酸鋰電池充電裝置，設有充電電路，其特征在于，所述充電電路包括開關電源 SMPS及穩壓模塊，所述穩壓模塊與電池組中的電池串聯，用于對電池的電壓進行限壓；所 述SMPS設有電流檢測端口和電壓檢測端口，所述電流檢測端口與電池組的輸出端相連，用 于檢測電池組的充電電流；所述電壓檢測端口與電池組的輸入端相連，用于對電池組輸出 的電壓進行檢測，以供SMPS控制在電池組充滿電時將充電模式轉換為涓流充電。
7.如權利要求6所述的磷酸鋰電池充電裝置，其特征在于，所述穩壓模塊包括穩壓二 極管，其正極與電池的負極相連，負極與電池的正極相連。
8.如權利要求6所述的磷酸鋰電池充電裝置，其特征在于，所述穩壓模塊包括場效應 管及TL431芯片電路，所述場效應管的基極與TL431芯片電路相連，漏極與電池的負極相 連，源極與電池的正極相連，所述TL431芯片電路的兩端與電池兩端相連。
專利摘要本實用新型涉及電池充電技術領域，提供了一種磷酸鐵鋰離子電池組充電電路及裝置。該磷酸鐵鋰離子電池組充電電路包括開關電源SMPS及穩壓模塊，所述穩壓模塊與電池組中的電池串聯，用于對電池的電壓進行限壓；所述SMPS設有電流檢測端口和電壓檢測端口，所述電流檢測端口與電池組的輸出端相連，用于檢測電池組的充電電流；所述電壓檢測端口與電池組的輸入端相連，用于對電池組輸出的電壓進行檢測，以供SMPS控制在電池組充滿電時將充電模式轉換為涓流充電。本實用新型所提供的磷酸鐵鋰離子電池組充電電路或裝置，可有效保障電池組中各電池的充電平衡，減少電池過充或欠充現象，避免過充及欠充對磷酸鐵鋰離子電池組壽命的影響。
文檔編號H02J7/10GK201860153SQ20102026461
公開日2011年6月8日 申請日期2010年7月13日 優先權日2010年7月13日
發明者藍誠宇 申請人:深圳和而泰智能控制股份有限公司