一種鋰電池分流恒壓充電保護技術的制作方法
【技術領域】
[0001]新能源，電子與信息。
【背景技術】
[0002]現有的動力型鋰電池均采用串并聯的形式組成。對鋰電組的充電保護均采用的是對每節鋰電池(并聯電池的一個單元)的電壓進行檢測，而當電池電壓達到或超過設定電壓則斷開充電回路來達到保護(對于其它放電保護，過電流保護，溫度保護等不在本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》的討論范圍內)。充電回路斷開后對高于設定電壓的電池單元進行均衡放電，放電至設定電壓以下后再啟動對整個鋰電池組進行充電。從理論上分析經過N個循環后能將每個鋰電池單元均充滿。
[0003]現有動力型鋰電池充電保護技術中存在的缺陷和不足；
1，現在動力型鋰電池保護板的均衡電流一般設計為數十至數佰毫安，即使加大均衡電流對鋰電池組也是意義不大，因為充電保護后電池均衡后的充電再啟動的能充電的時間實在太短，很快又進入了保護狀態，也就說內阻，容量，電動勢一致性差的鋰電池組，使用性能極差，而且是惡性循環，越來越差，唯有充分延長充電時間至數十個小時才能有所改善，這在實用中是不現實的。
[0004]2，如果鋰電池在出廠時提高分容的技術標準的方法。一是增加了生產成本，二是電池還存在組裝誤差，機械聯接，焊接，點焊均產生阻抗誤差，三是動力型鋰電池大部份均工作在惡劣的工況下，高溫，高濕，大電流，使得動力型鋰電池使用一段時間后內在技術參數發生變化(其機理尚未清楚)。這對動力型鋰電池組的品質是致命傷。
【發明內容】
[0005]本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》的核心特征是；
在動力型鋰電池組的每節鋰電池(并聯電池的一個單元)上均并聯了一個高精度大電流的穩壓電源組件。
[0006]本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》的核心技術是；
1，采用TL431作為高精度穩壓源，當達到設定電壓(磷酸鐵鋰電池為3.7V，鈷酸鋰，三元鋰及聚合物電池為4.2V)時驅動大功率大電流達林頓管。實現在沖電回路中分流及穩壓的作用，而確保整個充電回路充電參數不變。實測電壓誤差為3.7 (4.2) V ±0.025V，恒流充電的電流不變。
[0007]2，實現大電流分流，3A-50A。
[0008]3，等效為在每個鋰電池單元上并聯了一個動態均衡電阻。
[0009]4，在正常工況下其漏電流極小，〈50uA級別。
[0010]5，在充電工況下，按核定電流充電和快速充電均能適應(元件參數不同)，能使每個鋰電池單元均能充分充滿，當鋰電池組中的其中之一電池單元充至核定電壓時該器件只起到分流作用，而不關斷沖電回路，使其它的鋰電池單元繼續沖電，當所有的鋰電池單元全部沖滿達到額定電壓時才會切斷沖電回路。
[0011]本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》與以往技術相比的有益效果是；
1，降低對動力型鋰電池的一致性要求，從而降低了動力型鋰電池生產過程中的技術難度，相對降低了生產成本。
[0012]2，使動力型鋰電池組在沖電過程中的每個電池單元中的鋰離子均能充分轉移，也能充分保護，防止崩塌效應的發生。
[0013]3，有效改善了動力型鋰電池組的個別鋰電池單元在運行過程中所產生的參數變化對整個鋰電池組的影響。
[0014]4，該器件的可靠性好，結構簡單，造價低，有較好的性價比。
[0015]本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》附圖的說明；
圖1為:本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》的每個保護單元的原理圖。
[0016]本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》的原理是；
本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》組裝的模塊在電氣上是并聯安裝在每個鋰電池的并聯單元上的。
[0017]見圖1，本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》組裝的模塊由TL431和Rl，R2及RES組成一個精密的電壓取樣電路，RES熱敏電阻作溫度補償，R3為限流電阻根據沖電電流的動態范圍要求取值。
[0018]見圖1，當充電電壓上升至設定電壓時(磷酸鐵鋰電池為3.7V，鈷酸鋰，三元鋰及聚合物電池為4.2V)Q1達林頓管導通，電流旁路，事實上該保護器設計了一個線性工作的區間，在3.65V-3.75V(4.10V-4.2V)之間電流是逐步增加的，其飽和電流是由沖電電流及達林頓管的HFE和限流電阻R3共同確定的，其等效電路為在電池上并聯了一個可變電阻從而動態改變了電池的內阻，由于其穩壓源特性，所以該電池被鉗位在鋰電池的安全充電電壓以下。
[0019]產品型號有3.7V及4.2V分別用于磷酸鐵鋰電池和鈷酸鋰，三元鋰及聚合物電池等，電流有5A，10A，20A，50A幾種，根據不同鋰電池組成要求選取。
[0020]該鋰電池充電保護模塊當充電電壓低于設定電壓時不工作其漏電流極小(〈50uA)，對動力型鋰電池組可忽略不計。
[0021]該分流穩壓源內阻和電池內阻相關，和鋰電池的容量相關以及和達林頓管的特性參數相關。
[0022]本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》【具體實施方式】；
按鋰電池組的結構型式要求在合適的位置安裝散熱器，在散熱器上安裝該保護組件，并保證該組件有一個合理的散熱面積(按充電電流和工作環境選定)，本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》在采用較大電流沖電，而電池的一致性較差時，發熱量比較大，這主要發生在將沖至額定電壓時，在正常沖電工況下并無熱量產生，但能確保每個鋰電池單元均沖到額定電壓，該項技術的沖電電流的動態范圍是有一定局限的。
【主權項】
1.一種鋰電池分流恒壓充電保護技術，其核心特征是在動力型鋰電池組的每節鋰電池(并聯電池的一個單元)上均并聯了一個高精度大電流的恒壓電源組件。2.按權項要求I所述將其核心技術整合進鋰電池組的保護系統中。3.按權項要求2將本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》附圖的說明，圖1為，本《鋰電池分流恒壓充電保護技術》的每個保護單元的原理圖調整元器件的參數后整合進鋰電池組的保護系統中。
【專利摘要】一種鋰電池分流恒壓充電保護技術，其核心特征是在動力型鋰電池組的每節鋰電池(并聯電池的一個單元)上均并聯了一個高精度大電流的穩壓電源組件，在充電保護中不斷開充電回路而又能對每節鋰電池(并聯電池的一個單元)進行有效保護，解決了由于鋰電組中鋰電池單元的內阻,容量,電壓的不一致性而造成的品質問題。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN105591428
【申請號】CN201510806210
【發明人】韓志浩
【申請人】平湖市當湖街道浩正自動化設備研究所
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月22日