铅酸电池组并联充电优缺点

电池组串并联使用分析报告

一．串联：

缺点：①电池组串联使用对保护板的要求更加的苛刻，不同的电池组使用的保护板的一致性更加严格。

②对于串联使用，每个保护板上的MOS的选择也有一定的要求，根据使用串联后的最大串数来确定MOS管选择的最大耐压值。不管充电还是放电过程中，如果其中一组发生保护不至于击穿MOS管。

③对于串联的每一个保护板都必须能承受相同的电流，与单独的总串数的保护板相比，使用的MOS管基本上一样，但是数量多了数倍，故大大增加了成本。

④电池组的串联必须选用同口。如果使用分口的，电池组是可以充放电的，但是存在很多的隐患，尤其是不关断。充电时，分口的保护板的放电口必须断开，否则很有可能无法关断。

优点：方便携带，方便安装。

二．并联：

缺点：①对电池的一致性要求更高。比如：两组电池组并联使用，其电压相同，内阻不同，两组提供的电流就不一致。同样，电压不同，内阻相同，也同样提供的电流不一致。如果都不一样，提供的电流相差更大。

②由于电池和保护板均有内阻，故对保护板内阻一致性的要求也高。 ③在过流中，如果板子的过流保护点相同，但是提供的电流不同的话，就会有一组保护板，另一组能正常放电，但是过流瞬间结束后，所有的电流都由没保护的一组提供，这样长时间

直流系统是发电厂、变电站的能源中心,为操作机构和自动化装置提供能量。若直流系统出现故障,则后果相当严重。本文结合笔者所在公司研制生产的并联型直流屏,着重比较了采用电池组并联供电的并联型直流屏与采用电池组串联供电的传统直流屏的优缺点,说明了采用电池组并联供电的直流系统方案在电池组使用寿命、维护、运行可靠性等方面具有相当的优越性

采用电池组并联供电的直流系统方案

摘要 直流系统是发电厂、变电站的能源中心，为操作机构和自动化装置提供能量。若直流系统出现故障，则后果相当严重。本文结合笔者所在公司研制生产的并联型直流屏，着重比较了采用电池组并联供电的并联型直流屏与采用电池组串联供电的传统直流屏的优缺点，说明了采用电池组并联供电的直流系统方案在电池组使用寿命、维护、运行可靠性等方面具有相当的优越性。 关键词 电池组 并联 直流屏

0 引言

目前，发电厂、变电站的直流系统均采用传统的直流屏，它由充电装置、蓄电池组和馈电回路三部分组成，系统框图如图1所示。其电池组是串联起来对外供电的，比如220V直流系统，就必须由18节12V的电池组或108节的单体电池串联起来。由这么多节电池串联起来的电池组，很容易出现各电池不均衡的问题，进而导致有的电池长期过充电有的电池则

（19）中华人民共和国国家知识产权局

（12）实用新型专利

（10）申请公布号

CN202019201U

（43）申请公布日2011.10.26（21）申请号CN201120042526.8

（22）申请日2011.02.21

（71）申请人东莞市盛光电子有限公司

地址523000 广东省东莞市横沥镇裕宁西路

（72）发明人叶龙

（74）专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所

代理人曹玉平

（51）Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

（54）发明名称

防水式铅酸电池充电器

（57）摘要

本实用新型涉及充电器技术领域，尤

其涉及防水式铅酸电池充电器，包括有铅酸

电池、充电器模块、壳体和密封覆盖在壳体

上的底盖，壳体内设置有供铅酸电池放置的

电池容纳空间、供充电器模块放置的充电器

容纳空间，底盖将电池容纳空间和充电器容

纳空间密封盖住，壳体两端分别设有与充电

器模块电连接的连接接口，本实用新型将铅

酸电池与充电器模块共同设置在同一壳体

中，实现了铅酸电池和充电器的一体化结

构，使用方便，有利于市场竞争；同时，壳

蓄电池充放电效率

充电损耗？

输入的能量部分用来将活性物质转换为充电态，部分消耗在副反应上来产生氧气，充电效率受到充电速率和环境温度的影响，充电时充电电流必须在一定范围内，电流太小或太大充电效率都很低，由于电池还存在自放电，致使电池无法充满电。

电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。

充电效率？

电池不可能充多少电量进去就能储存有多少电量，一定会有所耗损，除了阳极和阴极之间的绝缘体漏电之外，材料也不可能完全地储存所有电量。电池放电时取出的电量与充电时流进去电池的电量之比，称之为充电效率。

充电效率=（放电电流* 放电至截止电压的时间/充电电流* 充电时间）* 100%

检测方法（OPzV-2V为例）：

放电（5HR）→充电（10HR）→放电（5HR）

其中，HR(Hour Rated)是小时率；放电终止电压是1.8V；放电电流为0.18 C10; 充电电流为0.1 C10

根据IEC的标准要求，密封铅酸电池的充电效率应为：

荷电状态 50% 75% 90%

充电效率 >95% >90% >85%

参考图1，充电效率和DOD之间的关系

蓄电池组监控系统操作简单,可移动,多组蓄电池可共用一台主机,轮流使用。可通过5-10分钟短时间放电预估电池剩余容量并评估电池优劣：便于机房维护人员了解电池情况。能适时发出警报,并停止放电。

蓄电池组监控系统

概说 平时蓄电池组接在整流设备上进行浮充（Floating Charge），保持在满充状态下，以备不时之需。蓄电池组自被安装妥当，完成初充电（Initial Charge）及放电试验再 充电后，即被加入直流供电系统使用。然而铅酸蓄电池经过一段时间使用以后，常易因活性有效物质的脱落变坏，正极栅格腐蚀以及硫化（Sulfuration） 等原因, 其容量逐渐减低。为了估计市电中断后，蓄电池组尚能供电的时间，就必需定期进行容量（放电）试验。本公司提供的电池组容量监视设备（BCSU）即是在电池放电和充电状态下测量电池电流及端电压变化，自动取得测试数据并及时发出警报的一套设备。

蓄电池组监控系统BCSU-50H主要功能：

监测主机为监测设备的主体，可同时监测多组蓄电池组。

可通过5-10分钟短时间放电预估电池剩余容量并评估电池优劣：便于机房维护人员了解电池情况。

具有多种告警功能：能适时发出警报，并停止放电。

监测记录电池浮充及充放电情况：利用BCSU-50H，可

快充，慢充，换电三种加电方式各自优缺点

下述文字将从多角度论述三种加电模式的优缺点。 ①交流慢充

蓄电池在放电终止后，应立即充电(在特殊情况下也不应超过24 h)，充电电流相当低，约为15 A，这种充电叫做常规充电(普通充电)。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电时间为5～8 h，甚至长达10～20 h。这种充电方式是利用车载充电器，接220V交流电即可，常规充电模式的优点为：

·尽管充电时间较长，但因为所用功率和电流的额定值并不关键，因此充电器和安装成本比较低；目前国内厂商提供的充电桩价格在每个2.5万人民币左右，一旦市场形成规模化，成本可以控制在每个5000人民币以内。

·可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本； 目前，我国发电量和装机容量均已居世界第二位。2010年中国电力装机容量达到8亿千瓦，电网的高峰负荷增长很快，峰谷差逐年拉大，造成发电资源的很大闲置。电动汽车依靠充电桩可以夜间低谷充电电（北京电网峰谷差达40% ），有利于改善电网运行质量，减少电网为平衡峰谷差投入的费用，可以说基本上不增加电网的负荷，汽车和电网双赢。

·可提高充电效率和延长电池的使用寿命。

常规充电模式的主要缺点为充电时间过长

蓄电池组监控系统操作简单,可移动,多组蓄电池可共用一台主机,轮流使用。可通过5-10分钟短时间放电预估电池剩余容量并评估电池优劣：便于机房维护人员了解电池情况。能适时发出警报,并停止放电。

蓄电池组监控系统

概说 平时蓄电池组接在整流设备上进行浮充（Floating Charge），保持在满充状态下，以备不时之需。蓄电池组自被安装妥当，完成初充电（Initial Charge）及放电试验再 充电后，即被加入直流供电系统使用。然而铅酸蓄电池经过一段时间使用以后，常易因活性有效物质的脱落变坏，正极栅格腐蚀以及硫化（Sulfuration） 等原因, 其容量逐渐减低。为了估计市电中断后，蓄电池组尚能供电的时间，就必需定期进行容量（放电）试验。本公司提供的电池组容量监视设备（BCSU）即是在电池放电和充电状态下测量电池电流及端电压变化，自动取得测试数据并及时发出警报的一套设备。

蓄电池组监控系统BCSU-50H主要功能：

监测主机为监测设备的主体，可同时监测多组蓄电池组。

可通过5-10分钟短时间放电预估电池剩余容量并评估电池优劣：便于机房维护人员了解电池情况。

具有多种告警功能：能适时发出警报，并停止放电。

监测记录电池浮充及充放电情况：利用BCSU-50H，可

铅酸电池充电器这个充电器可以快速方便的对任何铅酸电池充电。充电电器始终以最大电流对电池进行充电,直到电池电量充满才回落到150mA。这时,变为低电压结束充电,已防止过充。当电池充满后,电路的开关将

天津大学

硕士学位论文

铅酸蓄电池快速充电器的设计

姓名：戚艳

申请学位级别：硕士

专业：电力电子与电力传动

指导教师：贾贵玺

20090601

铅酸电池充电器这个充电器可以快速方便的对任何铅酸电池充电。充电电器始终以最大电流对电池进行充电,直到电池电量充满才回落到150mA。这时,变为低电压结束充电,已防止过充。当电池充满后,电路的开关将

摘要

本文分析了铅酸蓄电池的特性以及国内外充电技术的发展现状，指出提高铅酸蓄电池充电速度的关键是消除充电过程中电池的极化现象，在目前已有充电方式的基础上采用了脉冲充电与变电压充电相结合的脉冲式变电压充电方式，使充电曲线最大程度的模拟麦斯最佳充电曲线，尽可能的提高电池充电速度。本文设计的快速充电系统在充电前期采用脉冲式变压快速充电方式，充电后期采用恒定小电流补足充电，达到快速充电的目的。

考虑到铅酸蓄电池充电是一个复杂的电化学反应过程，充电控制系统是一个非线性的、时变的、有干扰的控制系统，所以本系统引入模糊控制，在控制方法上采用Ｆｕｚｚ

由于密封铅酸蓄电池的诸多优点,因此获得了广泛应用.然而密封铅酸蓄电池的充电技术似乎不被看重,因充电方式不合理而造成电池过早报废的情况普遍存在.有鉴于此,笔者设计制作了一款二阶段恒流限压式铅酸电池充电器

密封铅酸蓄电池充电器设计详细资料

由于密封铅酸蓄电池的诸多优点，因此获得了广泛应用．然而密封铅酸蓄电池的充电技术似乎不被看重，因充电方式不合理而造成电池过早报废的情况普遍存在．有鉴于此，笔者设计制作了一款二阶段恒流限压式铅酸电池充电器。

原理如下图：

此主题相关图片如下：

由于密封铅酸蓄电池的诸多优点,因此获得了广泛应用.然而密封铅酸蓄电池的充电技术似乎不被看重,因充电方式不合理而造成电池过早报废的情况普遍存在.有鉴于此,笔者设计制作了一款二阶段恒流限压式铅酸电池充电器

由于密封铅酸蓄电池的诸多优点,因此获得了广泛应用.然而密封铅酸蓄电池的充电技术似乎不被看重,因充电方式不合理而造成电池过早报废的情况普遍存在.有鉴于此,笔者设计制作了一款二阶段恒流限压式铅酸电池充电器

充电过程分析：

1.维护充电：

当电池电压较低时（可设定，本电路预设在9V以下），充电器工作在小电流维护充电状态下，工作原理为U1C⑨脚（同相端）电位低于⑧脚（反相端），U1C输出低电位，T4截止

电动汽车动力电池组管理系统设计

电动汽车动力电池组管理系统设计

张承宁朱正张玉璞李红林

（北京理工大学机械与车辆工程学院，北京１０００８１）

Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｕｚｈｅｎｇｂｉｔｅｖ＠１２６．ｅｏｍ

摘要

根据动力电池组在电动汽车上的使用特点和要求，利用总线通讯技术，设计出电池组分布式管理系统．系统由

一个电池组综合管理器和多个电池单体检测模块组成。为了克服电池组上的高压干扰。实现对每块电池单体电压的精确采集，在电池单体检测模块中设计了具有特色的压控恒流源电路。通过在电动汽车上的实际应用表明．系统运行稳定正常，可扩充性好，便于安装布置，有着广阔的应用前景。关键词

动力电池组

分布式管理

总线通讯

压控恒流源电路

中图分类号ＴＰ２７３

文章编号１００２—８３３１一（２００６）２５—０２２０—０３

文献标识码Ａ

Ｄｅｓｉｇｎ

ｏｎ

ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ

ＺＨＵＺｈｅｎｇ

ｆｏｒＴｒａｃｔｉｏｎＢａｔｔｅｒｙＰａｃｋｓｉｎ

ＥｌｅｃｔｒｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＶｅｈｉｃｌｅ

ＺＨ慷ＮＧＣｈｅｎｇ－ｎｉｎｇ

ＺＨＡＮＧＹｕ－ｐｕ

１０００８

ｂａｔｔｅｒｙｂｙ

ｔｈｅ

ＬＩＨｏｎｇ－ｌｉｎ

（Ｂｅｉｊｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ

ｔｏ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ