一种串联化成恒压充电电路

技术领域

本发明涉及电动汽车充电系统领域，尤其涉及一种串联化成恒压充电电路。

背景技术

随着国家为建设低碳环保型经济和新能源战略的发展以及电动汽车技术的日益成熟，目前各大城市正在加大对电动汽车的推广应用，而如何使电动汽车能够方便快捷的充电就成为其推广应用的一个决定性的重要环节。

目前充电桩市场上的主流充电方法是恒流恒压充电(CC-CV，constantcurrentconstant voltage)，即阶段1采用较大电流进行恒流充电，电池电压迅速上升，达到截止电压时转入阶段2进行恒压充电，充电电流逐步衰减至预设截止电流后充电过程结束。阶段1是整个充电阶段的主要过程，充入的电荷量占比超过85％，然而，由于单体电池容量有限，在电池本身能量密度没有较大突破的情况下，现有的几乎所有的电动车采用的都是电池包或电池组的形式，即将若干个单体电池串联组成一个整体为电动车供电，以提高电动车的续航里程。那么，此时如果采用上述的恒流恒压充电方法便是将整个电池组整体进行阶段1的恒流充电和阶段2的恒压充电，由于电池组内每个单体电池在实际使用过程的状态和性能衰减各不相同，导致阶段1时有的单体电池电量超过85％，而有的单体电池电量不足85％，阶段2时各个单体电池电流达到预设值的时间也各不相同，因此采用上述整体的恒流恒压充电方式无法达到电池组最大的充电效能，极大的降低电池组的使用寿命。

基于以上原因，人们又开发出一种快速稳定的恒压充电系统，通过设置电压检测模块和电流检测模块根据检测到的电池组内的单体电池的电压或电流状态来控制电池组内每一单体电池接入或断开恒流充电模块和恒压充电模块，确保每一单体电池可达到自身最佳状态时接入或断开恒流电路或恒压电路，以此保证单体电池串联组成的整个电池组的充电效能最高；进一步，恒压充电模块工作的电压值为最先到达恒压点的单体电池的电压，确保恒压充电时的电压选择最优，保证整个电池组恒压充电的稳定平衡。如此，恒流或压系统内保证每一单体电池达到恒压状态的充电电路便显得尤为重要。

因此，有必要设计一种适用于电池组的快速稳定的串联化成恒压充电电路。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于通过PWM驱动独立控制主路MOS和旁路MOS的关闭与导通，实现每一所述充电单元内的所述单体电池电压恒定的目的。

本发明采用如下技术方案实现：一种串联化成恒压充电电路，用于动力电池组充电，所述动力电池组具有多个单体电池，包括：一电源模块；多个充电单元，串联连接所述电源模块的正负两极，每一所述充电单元具有一主路MOS和与所述主路MOS并联连接的一旁路MOS；每一所述主路MOS具有两个主路二极管，且两个所述主路二极管正向偏置连接与所述串联化成恒压充电电路中；每一所述旁路MOS具有两个旁路二极管，且两个所述旁路二极管反向偏置连接与所述串联化成恒压充电电路中；一PWA驱动，控制一个主路二极管和一个旁路二极管导通或断开所述串联化成恒压充电电路；当所述串联化成恒压充电电路工作时，每一单体电池连接对应的一充电单元，且每一主路MOS连接一所述单体电池的正极和所述电源模块的正极，充电时，所述PWA驱动控制多个所述主路MOS全部导通，多个所述旁路MOS关闭，多个所述单体电池串联充电；当所述动力电池电压达到设定值，所述PWA驱动控制所述主路MOS和所述旁路MOS交替导通，实现每一所述充电单元内的所述单体电池电压恒定。

进一步地，所述串联化成恒压充电电路还包括一电感，连接所述电源模块的正极。

进一步地，两个所述主路二极管分别为相互并联连接的一主路稳压二极管和一主路变容二极管，两个旁路二极管分别为相互并联连接一旁路稳压二极管和一旁路变容二极管，所述PWA驱动控制所述主路变容二极管和旁路变容二极管的断开和导通。

进一步地，所述PWA驱动包括一PWMA驱动和一PWMB驱动，所述PWMA驱动控制所述主路变容二极管，所述PWMB驱动控制所述旁路变容二极管，所述PWMB驱动根据电池电压电流大小调整占空比，所述PWMB驱动控制逻辑与所述所述PWMB驱动控制逻辑相反，防止所述主路MOS和所述旁路MOS相互直通。

进一步地，每一所述充电单元内的所述PWM驱动根据所述充电单元内的所述单体电池的电压情况独立作用。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

当所述串联化成恒压充电电路工作时，每一单体电池连接对应的一充电单元，且每一主路MOS连接一所述单体电池的正极和所述电源模块的正极，充电时，所述PWA驱动控制多个所述主路MOS全部导通，多个所述旁路MOS关闭，多个所述单体电池串联充电；当所述动力电池电压达到设定值，所述PWA驱动控制所述主路MOS和所述旁路MOS交替导通，实现每一所述充电单元内的所述单体电池电压恒定。

附图说明

图1为本发明串联化成恒压充电电路的电路示意图；

图2为本发明PWMA驱动和PWMB驱动控制脉冲逻辑对比示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明的实施例做进一步描述。

如图1所示，本发明串联化成恒压充电电路的电路示意图，所述串联化成恒压充电电路包括一电源模块和与所述电源模块串联连接的多个充电单元，每一充电单元相互并联连接一主路MOS和一旁路MOS，以及连接所述电源模块正极和所述充电单元的一电感，所述电感可抑制所述主路MOS和所述旁路MOS切换时，整个电路系统的电压尖峰，保持所述串联化成恒压充电电路的电压稳定。在本实施例中，所述电源模块可以试试AC直流也可以是DC交流，增加了所述串联化成恒压充电电路的适用范围；在其他实施例总，所述电源模块的交直流可根据具体使用场景和试用对象选择，在此并不为限。

具体而言，每一所述充电单元具有一主路MOS和与所述主路MOS并联连接的一旁路MOS；每一所述主路MOS具有两个主路二极管，且两个所述主路二极管正向偏置连接与所述串联化成恒压充电电路中；每一所述旁路MOS具有两个旁路二极管，且两个所述旁路二极管反向偏置连接与所述串联化成恒压充电电路中；一PWA驱动，控制一个主路二极管和一个旁路二极管导通或断开所述串联化成恒压充电电路；当所述串联化成恒压充电电路工作时，每一单体电池连接对应的一充电单元，且每一主路MOS连接一所述单体电池的正极和所述电源模块的正极，充电时，所述PWA驱动控制多个所述主路MOS全部导通，多个所述旁路MOS关闭，多个所述单体电池串联充电；当所述动力电池电压达到设定值，所述PWA驱动控制所述主路MOS和所述旁路MOS交替导通，实现每一所述充电单元内的所述单体电池电压恒定。另外，每一所述充电单元内的所述PWM驱动根据所述充电单元内的所述单体电池的电压情况独立作用，确保每一所述充电单元内的所述单体电池的电压可以达到最优的充电状态。

进一步的，两个所述主路二极管分别为相互并联连接的一主路稳压二极管和一主路变容二极管，两个旁路二极管分别为相互并联连接一旁路稳压二极管和一旁路变容二极管，所述PWA驱动控制所述主路变容二极管和旁路变容二极管的断开和导通。

如图1和2所示，所述PWA驱动包括一PWMA驱动和一PWMB驱动，所述PWMA驱动控制所述主路变容二极管，所述PWMB驱动控制所述旁路变容二极管。所述PWMB驱动根据电池电压电流大小调整占空比，所述PWMB驱动控制逻辑与所述所述PWMB驱动控制逻辑相反，防止在加死区时间内，所述主路MOS和所述旁路MOS相互直通。详细的描述即为，电流乘以时间再乘以占空比为电池充电容量，根据容量和电池电压设定占空比大小，当维持电压恒定的电流大时，占空比大，反之占空比小。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。