CN103825333B - 一种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明设计了一种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路和控制方法，每个蓄电池上安装有这种欠压辅助充电控制电路，其触点开关电路间采用串联连接的电路结构。为了使所有欠压的蓄电池有机会得到辅助充电，所有满足窗口辅助充电条件的触点开关电路上的继电器在切换的过程中，触点开关电路首先只让与辅助充电器总是保持有电连接的继电器的两个动触点开关成功接驳到蓄电池，然后蓄电池在定时控制电路的控制下获得辅助充电，而其它也满足窗口辅助充电条件的蓄电池，需等待前面的蓄电池辅助充电结束后才能获得辅助充电的机会。采用这种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路及其控制方法，结构简单，安全可靠。
Description
技术领域：本发明涉及一种蓄电池欠压充电控制电路和控制方法，尤其是对在线的欠压蓄电池实施辅助性充电控制的电路和方法。
背景技术：目前公知的蓄电池组中对欠压的蓄电池实施在线充电的方法是通过一集中控制器轮流控制对欠压的蓄电池实施辅助性的补充充电，最终达到各蓄电池均衡充电的目的。这种集中器轮流控制辅助充电的方法的最大缺点就是要从各蓄电池引出两根线到集中器作为充电电源线，即使将充电控制电路模块化后安装到各个蓄电池上，虽然充电电源连线简化了，但每个模块上还要引出通讯线，以总线的方式连接到集中控制器上。总之，这种通过一集中控制器轮流控制对欠压蓄电池实施辅助性充电的方法，连线复杂，系统安全性差。
发明内容
[1]为了克服采用集中控制器连线复杂，安全性不好的缺点，本发明设计了一种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路，每个蓄电池上安装有这种欠压辅助充电控制电路，且其触点开关电路间采用串联连接的电路结构。为了使所有欠压的蓄电池有机会得到辅助充电，已经获得辅助充电的蓄电池，在规定的时间内将不再获得辅助充电。
[5]本发明所采用的技术方案是对在线蓄电池组中欠压的蓄电池实施辅助充电控制，其特征是：第一，在一组在线的蓄电池中，主充电器对整组蓄电池充电，辅助充电器对欠压的蓄电池进行辅助充电；每个蓄电池上安装一块由蓄电池电压测量电路或者电压比较电路、定时控制电路和触点开关电路组成的电路板，触点开关电路是一个电子开关器件控制闭合的双刀双掷继电器电路，或者是一个电子开关器件控制闭合的两个单刀双掷继电器组成的电路；在蓄电池组中，第一块蓄电池电路板上继电器的两个开关的动触点分别连[10]接到辅助充电器的正负输出端，继电器上两个动触点对应的两个常开点分别连接到蓄电池的正负极，两个动触点对应的两个常闭点分别连接到下一个电路板上继电器的两个动触点；其它蓄电池电路板上继电器的两个动触点对应的两个常开点分别连接到各自蓄电池的正负极，两个动触点对应的两个常闭点分别连接到下一个电路板上继电器的两个动触点，即触点开关电路间是串联连接。第二，当电压测量电路或电压比较电路检测到蓄电池电压满足低于某一设定值但高于另一设定值的窗口辅助充电条件时，所有满足窗口辅助充电条件的继电器上的两个动触点开关在切换的过程中，受定时控制电路控制的蓄电池电路板上继电器的触点开关电路首先只让与辅助充电器总是保持有电连接的继电器的两个动触点开关成功接驳到其上的蓄电池；由于离辅助充电器最近的且开关已经与常开点闭合的那个触点开关电路切断了辅助充电器跟后面电路板的连接电路，因此离辅助充电器最近的且开关已经接驳到常开点的蓄电池首先获得辅助充电，充电时长由定时控制电路设定；充电完成并且蓄电池与辅助充电器断开后，电压测量电路将测量蓄电池电压，或者电压比较电路将蓄电池电压与设定电压比较，如果蓄电池电压高于某一设定值，定时控制电路将控制此已经得到辅助充电的蓄电池在规定的时间内将不再[20]获得辅助充电，而离辅助充电器连接距离较远的且也满足窗口辅助充电条件的其它蓄电池，在其上的电压测量电路或电压比较电路探测到辅助充电器电压后，将获得辅助充电。
如果每块电路板上增加隔离的RS485通讯电路，所有蓄电池上的欠压辅助充电控制电路就可以通过上位机来控制，如蓄电池辅助充电先后顺序、窗口辅助充电条件的设定、辅助充电时长、甚至手动还是自动充电控制都可以由上位机的程序来设定。
采用这种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路及其控制方法，结构简单，安全可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一：蓄电池在线欠压辅助充电控制电路由以处理器为核心的电压测量电路和触点开关电路组成。
图1是本实施例的电路原理图。
图2是由外部供电的、有两路完全相同的且与图1主电路隔离的RS485通讯接口电路。
由于许多中央处理器CPU具有内部自带A/D模数转换器、软件编程定时控制和通讯接口的特点，蓄电池在线欠压辅助充电控制电路采用以处理器CPU为核心来实施电压测量、定时控制和触点开关控制是最佳的实施方案。
图1中，B1、B2...Bn是一组串联起来的蓄电池组，MainCharger是蓄电池的主充电器，BP和BN分别接蓄电池组的正极和负极。AuxCharger是带变压器隔离的辅助充电器，P和N分别是其正负输出端。虚线框M1内是以中央处理器CPU为核心的蓄电池电压测量电路BVTC和触点开关电路SQ，SQ内有两个受控的带触点的开关K1和K2，而且两个开关都是单刀双掷开关，ControlC是K1和K2的控制电路，也即这个触点开关电路是一个受ControlC控制的双刀双掷继电器电路或者是由受ControlC控制的两个单刀双掷继电器组成的电路。M1可以集成在一块电路板上，也可以将M1模块化，以便于安装在蓄电池上。虚线框M2...Mn都是等同于M1的电路板或模块。P1和N1分别是蓄电池B1的正负极，P2和N2分别是蓄电池B2的正负极，依次类推，Pn和Nn分别是Bn的正负极。P1和N1分别接M1中继电器常开点8和6，同样，P2和N2分别接M2中继电器常开点8和6，以此类推，Pn和Nn分别接Mn中继电器常开点8和6。SQ中的1脚VDD是K1和K2控制电路ControlC的电源，11脚VCC是CPU和电压测量电路BVTC的电源，VDD可以与VCC共用，也可以取自蓄电池；2脚和10脚是电源的地。脚9是蓄电池B1电压测量电路BVTC的输入点，脚12是CPU输出控制信号端，这个信号送至SQ中K1和K2的控制电路ControlC的13脚。AuxCharger的P和N分别接第一块蓄电池B1电路板上SQ的动触点3和4，3和4分别与K2和K1的常闭点7和5接触，K2和K1的常闭点分别连接到M1上的输出端子Po和No，Po和No分别连接到下一个虚线框M2内的继电器开关K2、K1的动触点3和4。同样地，在M2中，3和4分别与K2和K1的常闭点7和5接触，K2和K1的常闭点分别连接到M2上的输出端子Po和No，Po和No分别连接到下一个虚线框M3内的继电器开关K2、K1的动触点3和4。依次类推，在Mn-1中，3和4分别与K2和K1的常闭点7和5接触，K2和K1的常闭点分别连接到Mn-1上的输出端子Po和No，Po和No分别连接到下一个虚线框Mn内的继电器开关K2、K1的动触点3和4。即M1、M2、M3...Mn中的触点开关电路上的继电器间是通过常闭点串联连接。
当某个或某几个电路板上的电压测量电路BVTC检测到蓄电池电压满足低于某一设定值但高于另一设定值的窗口辅助充电条件时，中央处理器CPU输出控制信号至脚13，ControlC将控制两个开关K1、K2的两个动触点3、4分别与两个常开点8、6连接；离辅助充电器AuxCharger接线最近的继电器控制电路首先从辅助充电器AuxCharger获得充电电流，而其它的也满足欠压辅助充电条件的触点开关电路，尽管其上的K1和K2也闭合了，但由于离辅助充电器AuxCharger连接最近的且正在给其蓄电池充电的触点开关电路中的K1、K2切断了后面所有的辅助充电器供电电路，相应的蓄电池得不到充电电流，而首先获得充电电流的触点开关电路将按处理器CPU中控制程序规定的时间给其蓄电池充电，当充电完成并且电路板上或模块上的触点开关电路与辅助充电器AuxCharger断开后，电压测量电路BVTC将测量蓄电池电压，如果电压高于处理器CPU程序设定的电压值，CPU的定时控制程序对此已经获得辅助充电的蓄电池在规定的时间内将不再让其获得辅助充电，而离辅助充电器连接距离较远的且也满足窗口充电条件的其它蓄电池，在其上的电压测量电路BVTC探测到辅助充电器电压后，将获得辅助欠压充电。
图2是可以在每块电路板或模块上增加的一种常用的带光电隔离的RS485通讯电路。图2中，ADM2483BRW是带隔离的RS485专用接口芯片，RS485_TX/RX、CPU_TXD和CPU_RXD是与中央处理器CPU相连的接口，其内部电源VCC与处理器CPU控制电路电源共用；RS485_A1、RS485_B1和RS485_A2、RS485_B2是与上位机相连的端口，VDD1、G1和VDD2、G2是外部供电电源；RS485_A1、RS485_B1、VDD1、G1和RS485_A2、RS485_B2、VDD2、G2在装置上被称为两个完全相同的由外部供电的RS485通讯接口。在装置上设置这两个完全相同的接口的目的是便于与其它蓄电池上同类装置接成总线结构。
如果每块电路板或模块上增加了图2的RS485通讯接口电路，则蓄电池组中所有的欠压辅助充电控制电路就可以通过上位机来控制，如蓄电池辅助充电先后顺序、窗口辅助充电条件的设定、辅助充电时长、甚至手动还是自动充电控制都可以由上位机的程序来设定。
实施例二：蓄电池在线欠压辅助充电控制电路由以电压比较电路、定时控制电路和触点开关电路组成。
图3是本实施例的原理图。
如果蓄电池在线欠压辅助充电控制电路不采用由以处理器为核心的电压测量电路，而采用电压比较电路、定时控制电路和触点开关电路，也是可以实现蓄电池在线欠压辅助充电控制的一种方案。
图3中，B1、B2...Bn是一组串联起来的蓄电池组，MainCharger是蓄电池组的充电器，BP和BN分别接蓄电池组的正极和负极。AuxCharger是带变压器隔离的辅助充电器，P和N分别是其正负输出端。虚线框M1内是窗口电压比较器电路WVC、单电压比较器电路SVC、计时控制电路TimerC和触点开关电路SQ组成的蓄电池在线欠压辅助充电控制电路。SQ内有两个受控的带触点的开关K1和K2，而且两个开关都是单刀双掷开关，ControlC是K1和K2的控制电路，也即这个触点开关电路是一个受ControlC控制的双刀双掷继电器电路或者是由受ControlC控制的两个单刀双掷继电器组成的电路。M1可以集成在一块电路板上，也可以将M1模块化，以便于安装在蓄电池上。虚线框M2...Mn都是等同于M1的电路板或模块。P1和N1分别是蓄电池B1的正负极，P2和N2分别是蓄电池B2的正负极，依次类推，Pn和Nn分别是Bn的正负极。P1和N1分别接M1中继电器常开点8和6，同样，P2和N2分别接M2中继电器常开点8和6，以此类推，Pn和Nn分别接Mn中继电器常开点8和6。SQ中的1脚VDD是K1和K2控制电路ControlC的电源，2、17、18脚共用的VCC是窗口电压比较器电路WVC、单电压比较器电路SVC、计时控制电路TimerC的电源，VDD可以与VCC共用，也可以取自蓄电池；G是电源的地。脚9和脚12分别是单电压比较器SVC电路中蓄电池B1的电压输入点和基准电压UG的设定点，脚19是计时控制电路TimerC的控制信号输出，这个信号送至SQ中K1和K2的控制电路13脚。AuxCharger的P和N分别接第一块蓄电池B1电路板上SQ的动触点3和4，3和4分别与K2和K1的常闭点7和5接触，K2和K1的常闭点分别连接到M1上的输出端子Po和No，Po和No分别连接到下一个虚线框M2内的继电器开关K2、K1的动触点3和4。同样地，在M2中，3和4分别与K2和K1的常闭点7和5接触，K2和K1的常闭点分别连接到M2上的输出端子Po和No，Po和No分别连接到下一个虚线框M3内的继电器开关K2、K1的动触点3和4。依次类推，在Mn-1中，3和4分别与K2和K1的常闭点7和5接触，K2和K1的常闭点分别连接到Mn-1上的输出端子Po和No，Po和No分别连接到下一个虚线框Mn内的继电器开关K2、K1的动触点3和4。即M1、M2、M3...Mn中的触点开关电路上的继电器间是通过常闭点串联连接的。
当某个或某几个电路板上的窗口电压比较电路WVC检测到蓄电池电压满足低于设定值UH但高于设定值UL的窗口辅助充电条件时，计时控制电路输出控制信号至脚13，ControlC将控制两个开关K1、K2的两个动触点3、4分别与两个常开点8、6连接；离辅助充电器AuxCharger连接最近的继电器控制电路首先从辅助充电器AuxCharger获得充电电流，而其它的也满足欠压辅助充电条件的触点开关电路，尽管其上的K1和K2也闭合了，但由于离辅助充电器AuxCharger连接最近的且正在给其蓄电池充电的触点开关电路中的K1、K2切断了后面所有的辅助充电器供电电路，相应的蓄电池得不到充电电流，而首先获得充电电流的触点开关电路将按计时控制电路规定的时间给其蓄电池充电，当充电完成并且电路板上或模块上的触点开关电路与辅助充电器AuxCharger断开后，电压比较电路SVC将判断蓄电池电压，如果蓄电池电压高于设定的电压值UG，定时控制电路TimerC对此已经获得辅助充电的蓄电池在规定的时间内将不再让其获得辅助充电，而离辅助充电器连接距离较远的且也满足窗口充电条件的其它蓄电池，在其上的电压比较电路SVC探测到辅助充电器电压后，将获得辅助欠压充电。
Claims (2)
1.一种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路的控制方法，其特征在于：在一组在线的蓄电池中，主充电器对整组蓄电池充电，辅助充电器对欠压的蓄电池进行辅助充电；每个蓄电池上安装一块由蓄电池电压测量电路或电压比较电路、定时控制电路、触点开关电路三者组成的蓄电池电路板，其中触点开关电路是一个电子开关器件控制闭合的双刀双掷继电器电路，或者是一个电子开关器件控制闭合的两个单刀双掷继电器组成的电路；在蓄电池组中，第一块蓄电池电路板上继电器的两个动触点分别连接到辅助充电器的正负输出端，第一块蓄电池电路板上继电器的两个动触点对应的两个常开点分别连接到第一块蓄电池的正负极，第一块蓄电池电路板上继电器的两个动触点对应的两个常闭点分别连接到第二块蓄电池电路板上继电器的两个动触点；第二块蓄电池电路板上继电器的两个动触点对应的两个常开点分别连接到第二块蓄电池的正负极，第二块蓄电池电路板上继电器的两个动触点对应的两个常闭点分别连接到第三块蓄电池电路板上继电器的两个动触点；以此类推，即其它蓄电池电路板上继电器的两个动触点对应的两个常开点分别连接到各自蓄电池的正负极，而其上蓄电池电路板上继电器的两个动触点对应的两个常闭点分别连接到下一块蓄电池电路板上继电器的两个动触点；总之，前一个蓄电池电路板上继电器的两个常闭点和下一个蓄电池电路板上继电器的两个动触点间是串联连接；当电压测量电路或电压比较电路检测到蓄电池电压满足低于某一设定值但高于另一设定值的窗口辅助充电条件时，所有满足窗口辅助充电条件的继电器上的两个动触点开关在切换的过程中，受定时控制电路控制的蓄电池电路板上继电器的触点开关电路首先只让与辅助充电器总是保持有电连接的继电器的两个动触点开关成功接驳到其上的蓄电池，然后蓄电池在定时控制电路的控制下获得辅助充电，而其它也满足窗口辅助充电条件的蓄电池，需等待前面的蓄电池辅助充电结束后才能获得辅助充电的机会。
2.根据方法权利要求1所述的一种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路的控制方法，其特征在于：每块蓄电池电路板上增加隔离的RS485通讯电路，所有蓄电池窗口辅助充电条件的设定、辅助充电的先后顺序、辅助充电时长、手动还是自动充电控制都将由上位机的程序来设定。
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