專利名稱：單體蓄電池升壓成組控制器的制作方法
技術領域：
本實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領域。
背景技術：
在現有的蓄電池成組方式中，為滿足負載電壓的要求，都是采用對單體蓄電池串聯升壓的方式予以組合，由于蓄電池目前的生產技術及工藝的限制，造成各個單體蓄電池的技術指標一致性較差，因此串聯成組后單體蓄電池在充放電過程中相互影響，使得串聯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小于單體蓄電池的工作壽命，這在鋰離子電池的應用中較為普遍；在現有的技術及解決方案中，都是采用對串聯成組中的各個單體蓄電池的兩極上并聯一個均衡及測控支路，在微處理器及測控支路的監測控制下使得串聯中的單體蓄電池的對外特性趨于一致，從而提高串聯蓄電池組的壽命；這樣做的缺陷是均衡及測控支路的有效工作范圍有限，因此當單體蓄電池的指標差別及變化過大時仍然會影響到整個串聯蓄電池組的壽命。
發明內容鑒于上述原因及問題，本實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，且具有實施方便的特點。為達到上述目的，本實用新型介紹一種單體蓄電池升壓成組控制器，含有多個單體蓄電池，其特征在于有一個超級電容、多個單體蓄電池充電及放電升壓控制器、一個蓄電池組監控器，每一個單體蓄電池的電流輸入輸出端分別與一個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電容相連接，每一個單體蓄電池充電及放電升壓控制器中有一個單向放電開關限流調壓器、一個單向充電開關限流調壓器、一個DC-DC電源升壓器、一個單體蓄電池監測器、一個脈沖變壓器、一個整流器、一個輸出電源濾波器、一個溫度調節器、一個單體蓄電池充電及溫度調節控制器、一個單體蓄電池充放電控制器、一個微處理器，每一個單向放電開關限流調壓器中有一個單向放電開關、一個限流器、一個調壓器，每一個單向充電開關限流調壓器中有一個單向放電開關、一個限流器、一個調壓器，單體蓄電池監測器中有一個溫度傳感器、一個電壓傳感器和一個電流傳感器，單向放電開關限流調壓器的輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接，單向放電開關限流調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電容相連接后與負載相連接，單向充電開關限流調壓器的輸出端與單體蓄電池的輸入輸出端相連接，單向充電開關限流調壓器的充電電流輸入端與單體蓄電池充電及溫度調節控制器的充電輸出端相連接， 單體蓄電池充電及溫度調節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節控制器的溫度調節電流輸出端與溫度調節器的工作電流輸入端相連接，單向放電開關限流調壓器、單向充電開關限流調壓器、單體蓄電池充電及溫度調節控制器、單體蓄電池監測器的工作狀態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、單體蓄電池監測器、 微處理器的電源輸入端相連接，各個微處理器的部分工作輸入輸出端分別與蓄電池組監控器的工作輸入輸出端相連接。本實用新型的工作原理為對每一個單體蓄電池設置放電升壓控制器及單體充電控制器，這樣，每個單體蓄電池的充放電工作就相對獨立，既不會受到其他單體蓄電池的影響，也不會去影響到其他單體蓄電池，對每一個單體蓄電池的輸出電流進行單向電子開關控制、調壓、脈沖變壓及整流輸出，且并聯連接、合并匯集到超級電容上，這樣就實現了對各個單體蓄電池的獨立供電、升壓及電流匯集的功能，就實現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立放電、電子開關控制產生脈沖信號、調壓管進行電壓調整、高頻變壓器對脈沖信號變壓及整流的方式實現獨立調壓及升壓輸出、電流匯集的成組工作方式，使得各個單體蓄電池的工作各自獨立，電流電壓相互隔離，不會帶來相互影響；在充電過程中，由于對各個單體蓄電池進行隔離獨立充電，某一個單體蓄電池的充電狀態不會影響其他單體蓄電池的充電工作；當通過單體蓄電池監測器、 微處理器及蓄電池組監控器的監測處理發現某一個單體蓄電池的工作監測數據出現不正常現象時，則可以通過對應的單體蓄電池充電及放電升壓控制器對該單體蓄電池關閉其充放電功能，而其他的單體蓄電池仍然可以繼續工作；這樣，在一定單體蓄電池數量的冗余度配置下，個別單體蓄電池的指標變化甚至損壞的情況下也不會影響到其他的單體蓄電池及整個蓄電池組的工作及壽命。
圖1是本實用新型一實施例的單體蓄電池升壓成組控制器的系統構成電原理圖；圖2是本實用新型一實施例的單體蓄電池升壓成組控制器的構成電原理圖；在圖1及圖2中，對于具有同一功能的部件在各附圖中采用相同的編號來表示，以避免編號過多而帶來混亂。
具體實施方式
下面以附圖為例說明本實用新型的實施例圖1是本實用新型一實施例的單體蓄電池升壓成組控制器的系統構成電原理圖， 其中A為單體蓄電池，采用常規單體蓄電池即可；B為單體蓄電池充電及放電升壓控制器，其電路構成原理詳見附圖2所示；C為超級電容，采用大容量電容器及耐壓與輸出電壓相匹配即可；D為負載；E為充電輸入電源，采用輸出與各個單體蓄電池充電指標相符合的充電輸入電源即可；每一個單體蓄電池的電流輸入輸出端分別與一個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電容相連接；[0012]圖2是本實用新型一實施例的單體蓄電池升壓成組控制器的構成電原理圖，其中在單體蓄電池充電及放電升壓控制器B中，1為單向放電開關限流調壓器，采用晶閘管及可控調壓管所構成，實現對單體蓄電池放電輸出電流的單向輸出開關、限流及調壓的功能；2為單向充電開關限流調壓器，采用晶閘管及可控調壓管所構成，實現對單體蓄電池充電輸入電流的單向輸入開關、限流及調壓的功能；3為DC-DC電源升壓器，采用常規 DC-DC直流升壓芯片或模塊即可；4為單體蓄電池監測器，采用溫度傳感器、電壓傳感器和電流傳感器構成；5為脈沖變壓器，采用常規高頻變壓器即可；6為整流器，采用橋式整流器構成；7為輸出電源濾波器，采用大功率低通電源濾波器即可；8為溫度調節器，采用電加熱器及風扇即可；9為單體蓄電池充電及溫度調節控制器，采用電子開關及放大驅動電路所構成；10為單體蓄電池充放電控制器，采用放大驅動電路構成；11為微處理器，采用常規單片機系統構成；另外，附圖2中12為超級電容，采用大容量、耐壓與輸出電壓相匹配的電容即可；單向放電開關限流調壓器的輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接，單向放電開關限流調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電容相連接，單向充電開關限流調壓器的輸出端與單體蓄電池的輸入輸出端相連接，單向充電開關限流調壓器的充電電流輸入端與單體蓄電池充電及溫度調節控制器的充電輸出端相連接，單體蓄電池充電及溫度調節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節控制器的溫度調節電流輸出端與溫度調節器的工作電流輸入端相連接，單向放電開關限流調壓器、單向充電開關限流調壓器、單體蓄電池充電及溫度調節控制器、單體蓄電池監測器的工作狀態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、單體蓄電池監測器、微處理器的電源輸入端相連接，各個微處理器的部分工作輸入輸出端分別與蓄電池組監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成及上述連線說明完成相互連接，對各個微處理器及蓄電池組監控器編制工作軟件即可完成本實用新型的實施例。本實用新型的單體蓄電池升壓成組控制器，還可以是有多個單體蓄電池的電流輸出端分別通過多個二極管并接后與一個開關變壓整流器的輸入端相連接，這樣可以在開關變壓整流器容量允許的情況下由多個單體蓄電池共用，減少本實用新型的實施成本。本實用新型所介紹的單體蓄電池升壓成組控制器，還可以是對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限流調壓器的輸出端并接后與同一個脈沖變壓器的輸入端相連接，在各個單向放電開關限流調壓器中，調壓器輸入端與對應的單體蓄電池的輸出端相連接，調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輸入相連接，一組單向放電開關限流調壓器的單向電子開關輸出端并接后與一個脈沖變壓器的低壓輸入端相連接，這樣可以使得本實用新型的實施更為簡單，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，便于實際應用。本實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
5限流調壓器及單向充電開關限流調壓器各采用一個三極管器件及相關電路實現其對通過電流的單向開關、限流及調壓的綜合功能，這樣可以使得本發明的實施更為簡單易行，降低成本。 本實用新型介紹了一種由多個單體蓄電池、超級電容、單向放電開關限流調壓器、 單向充電開關限流調壓器、DC-DC電源升壓器、單體蓄電池監測器、脈沖變壓器、整流器、輸出電源濾波器、溫度調節器、單體蓄電池充電及溫度調節控制器、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，實現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，且具有實施方便的特點。
權利要求1.一種單體蓄電池升壓成組控制器，含有多個單體蓄電池，其特征在于有一個超級電容、多個單體蓄電池充電及放電升壓控制器、一個蓄電池組監控器，每一個單體蓄電池的電流輸入輸出端分別與一個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電容相連接，每一個單體蓄電池充電及放電升壓控制器中有一個單向放電開關限流調壓器、一個單向充電開關限流調壓器、一個DC-DC電源升壓器、一個單體蓄電池監測器、一個脈沖變壓器、一個整流器、 一個輸出電源濾波器、一個溫度調節器、一個單體蓄電池充電及溫度調節控制器、一個單體蓄電池充放電控制器、一個微處理器，每一個單向放電開關限流調壓器中有一個單向放電開關、一個限流器、一個調壓器，每一個單向充電開關限流調壓器中有一個單向放電開關、 一個限流器、一個調壓器，單體蓄電池監測器中有一個溫度傳感器、一個電壓傳感器和一個電流傳感器，單向放電開關限流調壓器的輸入端與單體蓄電池的電流輸入輸出端相連接， 單向放電開關限流調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電容相連接后與負載相連接，單向充電開關限流調壓器的輸出端與單體蓄電池的輸入輸出端相連接，單向充電開關限流調壓器的充電電流輸入端與單體蓄電池充電及溫度調節控制器的充電輸出端相連接，單體蓄電池充電及溫度調節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節控制器的溫度調節電流輸出端與溫度調節器的工作電流輸入端相連接，單向放電開關限流調壓器、單向充電開關限流調壓器、單體蓄電池充電及溫度調節控制器、單體蓄電池監測器的工作狀態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、單體蓄電池監測器、微處理器的電源輸入端相連接，各個微處理器的部分工作輸入輸出端分別與蓄電池組監控器的工作輸入輸出端相連接。
2.如權利要求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單體蓄電池的電流輸出端分別通過多個二極管并接后與一個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限流調壓器的輸出端并接后與同一個脈沖變壓器的輸入端相連接，在各個單向放電開關限流調壓器中，調壓器輸入端與對應的單體蓄電池的輸出端相連接，調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輸入相連接，一組單向放電開關限流調壓器的單向電子開關輸出端并接后與一個脈沖變壓器的低壓輸入端相連接。
專利摘要本實用新型介紹了一種由多個單體蓄電池、超級電容、單向放電開關限流調壓器、單向充電開關限流調壓器、DC-DC電源升壓器、單體蓄電池監測器、脈沖變壓器、整流器、輸出電源濾波器、溫度調節器、單體蓄電池充電及溫度調節控制器、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，實現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，且具有實施方便的特點。
文檔編號H02J7/00GK202260566SQ201120412008
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者不公告發明人 申請人:耿直