一种并联电池充电系统

    专利查询2025-06-07  61


    本发明涉及并联电池充电,特别涉及水下航行器电池充电的一种基于比较器和场效应管实现的并联电池充电系统。


    背景技术:

    1、水下无人航行器可携带多种传感器和任务模块,具有隐蔽性、环境适应性、可部署性和高效费比等优点。21世纪以来,无人水下航行器发展迅速,在民用、军用和商用等领域被广泛应用。民用领域在海底勘探、水下救援、海底打捞、海洋科考等发挥着越来越重要的作用,军用领域可用于水下执行潜艇战和反潜战、反水雷战、海洋侦察和监视、情报搜集、信息通信、目标攻击等,极大拓展了水面和水下作战系统的作战空间,是当今世界主要海军国家重点发展的水下作战装备。性能优越化、功能完善化和模块智能化是无人水下航行器的主要发展方向。在无人水下航行器部件组成中,能源系统至关重要。

    2、尽管上述技术比较成熟,但是仍存在些许不足之处:第一、现有的单体电池容量一般不足以支持整个无人水下航行器,故需要多个电池并联使用;第二、相同型号但不同电压的锂电池直接并联会导致电池之间互相充放电,极大的影响电池的使用寿命和输出效率;第三、电池在直接并联状态下,无法均衡的充电。

    3、因此,如何提供一种实现无人水下航行器不同电压锂电池并联电池组均衡充电的并联电池充电系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明针对上述研究现状和存在的问题,提供了一种并联电池充电系统,能够实现多个型号相同但电量不同的电池并联,共用同一电源充电,并且在并联后能够均衡的充电,抑制环流,有效避免单体电池并联后的相互充电而造成电池损坏,电池在充满后则自动断开充电回路。本发明由纯硬件自动比较完成,无需mcu检测电压并进行计算分析,相比单片机的解决方案,体积更小、成本更低。

    2、本发明提供的一种并联电池充电系统,包括:并联充电模块以及n个型号相同的单体充电电池,n>1;其中,

    3、n个所述单体充电电池通过所述并联充电模块与充电电源电连接,形成并联的电池组;并联充电模块对所述单体充电电池与所述充电电源进行电压比较,并根据比较结果执行所述充电电源对所述单体充电电池的充电控制动作。

    4、优选的,所述并联充电模块包括n个与所述单体充电电池一一对应的并联充电单元,所述充电电源通过所述并联充电单元与所述单体充电电池电连接。

    5、优选的,所述并联充电单元包括电压比较器和场效应管;

    6、所述电压比较器的in引脚和out引脚分别电连接所述单体充电电池和所述充电电源,所述电压比较器的gate引脚所述场效应管的g极电连接,所述场效应管为n沟道mos管;根据in引脚和out引脚的电压比较结果控制所述场效应管的通断,实现所述充电电源对所述单体充电电池的充电控制。

    7、优选的,所述并联充电单元还包括rc元件:

    8、所述电压比较器的vs引脚通过电阻电连接所述单体充电电池;所述电压比较器的vs引脚还通过电容接地。

    9、优选的,所述电压比较器为lm5050电压比较器芯片。

    10、优选的,所述场效应管为ipt111n20nfdatma1型场效应管。

    11、优选的,所述根据比较结果执行所述充电电源对所述单体充电电池的充电控制动作包括:

    12、若所述充电电源电压大于所述单体充电电池电压,则所述电压比较器控制与所述单体充电电池对应的所述场效应管导通,对所述单体充电电池进行充电;

    13、若所述充电电源电压小于所述单体充电电池电压,则所述电压比较器控制与所述单体充电电池对应的所述场效应管关断,将所述单体充电电池隔离出充电回路。

    14、优选的,n个所述单体充电电池包括不同电量值的单体充电电池。

    15、优选的,所述单体充电电池为锂电池。

    16、优选的,所述电池组安装于无人水下航行器,用于为所述无人水下航行器提供电能。

    17、本发明提出的并联电池充电系统相较现有技术具有以下有益效果:

    18、本发明能够实现多个型号相同但电量/电压不同的单体电池并联,共用同一电源充电,并且在并联后能够均衡的充电,抑制环流,有效避免单体电池并联后的相互充电而造成电池损坏,电池在充满后则自动断开充电回路,大大提升了电池的使用寿命和输出效率。

    19、本发明由纯硬件自动比较完成,无需mcu检测电压并进行计算分析,相比单片机的解决方案,体积更小、成本更低。



    技术特征:

    1.一种并联电池充电系统,其特征在于,包括:并联充电模块以及n个型号相同的单体充电电池,n>1;其中,

    2.根据权利要求1所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述并联充电模块包括n个与所述单体充电电池一一对应的并联充电单元,所述充电电源通过所述并联充电单元与所述单体充电电池电连接。

    3.根据权利要求2所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述并联充电单元包括电压比较器和场效应管;

    4.根据权利要求3所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述并联充电单元还包括rc元件:

    5.根据权利要求1所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述电压比较器为lm5050电压比较器芯片。

    6.根据权利要求1所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述场效应管为ipt111n20nfdatma1型场效应管。

    7.根据权利要求1所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述根据比较结果执行所述充电电源对所述单体充电电池的充电控制动作包括:

    8.根据权利要求1所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,n个所述单体充电电池包括不同电量值的单体充电电池。

    9.根据权利要求1所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述单体充电电池为锂电池。

    10.根据权利要求1所述的一种并联电池充电系统,其特征在于,所述电池组安装于无人水下航行器,用于为所述无人水下航行器提供电能。


    技术总结
    本发明公开了一种并联电池充电系统,包括:并联充电模块以及N个型号相同的单体充电电池,N个所述单体充电电池通过所述并联充电模块与充电电源电连接,形成并联的电池组;并联充电模块对所述单体充电电池与所述充电电源进行电压比较,并根据比较结果执行所述充电电源对所述单体充电电池的充电控制动作。本发明能够为单体电池均衡充电,有效抑制环流、避免单体电池并联后的相互充电而造成电池损坏的同时,体积更小、成本更低。

    技术研发人员:王连明,谢云飞
    受保护的技术使用者:海南热带海洋学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-29178.html

    最新回复(0)