[发明专利]锂二次电池组的充电装置及充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池使用领域，尤其涉及一种为具有电池管理系统的锂二次电池组充电的充电装置及充电方法。

背景技术

锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是一种理想电源。在实际使用中，为了获得更高的放电电压，一般将至少两只单体锂二次电池串联组成锂二次电池组使用。目前，锂二次电池组已经广泛应用于笔记本电脑、电动自行车、电动汽车、备用电源等多种领域。

锂二次电池组的充电方法有两种：串联充电和并联充电。

目前锂二次电池组的充电一般采用串联充电，这主要是因为串联充电方法结构简单、成本低、较容易实现。但由于单体锂二次电池之间在容量、内阻、衰减特性、自放电等性能方面的差异，在对锂二次电池组串联充电时，电池组中离充满电容量最小的那只单体锂二次电池将最先充满电，而此时，其他电池还没有充满电，如果继续串联充电，则已充满电的单体锂二次电池就可能会被过充电。

而锂二次电池过充电可能会导致爆炸并造成人员伤害，因此，为了防止出现单体锂二次电池过充电，锂二次电池组使用时一般装有电池管理系统，通过电池管理系统对每一只单体锂二次电池进行过充电等保护。串联充电时，如果有一只单体锂二次电池的电压达到过充保护电压，电池管理系统会将整个串联充电电路切断，停止充电，以防止这只单体电池被过充电。而这样会造成其他锂二次电池无法充满电。虽然有些电池管理系统带有均衡功能，但由于从成本和散热等多方面考虑，电池管理系统的均衡电流一般远小于串联充电的电流，因此均衡效果不是很明显，也会出现一些单体电池充不满电的情况，这对于需要快速大电流充电的锂二次电池组，例如电动汽车用的锂二次电池组则更加明显。

例如，将10只放电容量都为10Ah的锰酸锂二次电池串联起来组成额定电压为37V的锂二次电池组，但如果成组前其中9只单体锂二次电池荷电8Ah，另外1只单体锂二次电池荷电10Ah，将此电池组进行串联充电时，其中荷电10Ah的那只单体锂二次电池会先充满电，从而达到过充保护电压，为了防止这只单体锂二次电池被过充电，电池管理系统会将整个串联充电电路切断，也就使得其他9只电池无法充满电，而整个电池组放电容量也就只有8Ah。

因此，对锂二次电池组串联充电时，容易出现单体电池过充电、充不满电等情况，从而造成整个电池组性能的劣化。

锂二次电池组的并联充电方法，虽然可以解决单体电池过充和充不满电的问题，但是并联充电方法需要采用低电压、大电流的充电电源为每一只单体电池充电，存在充电电源成本高、可靠性低、充电效率低、连接线径粗等缺陷，因此目前没有大范围使用这种充电方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锂二次电池组的充电装置及充电方法，可有效解决锂二次电池组串联充电易出现的过充电、充不满电等问题，且可避免并联充电的充电电源成本高、可靠性低、充电效率低、连接线径粗等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种锂二次电池组的充电方法，该锂二次电池组具有用于防止过充电的电池管理系统，所述的充电方法采用串联充电与恒压限流的并联充电相结合的充电方式。

本发明的有益效果是：可有效解决锂二次电池组串联充电时过充、充不满等问题，且成本低、可靠性高、充电效率高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述串联充电的电流不小于并联充电电流的5倍。

采用上述进一步方案的有益效果是可实现串联大电流充电和并联小电流充电的有效结合。

进一步，所述充电方法采用串联充电与并联充电同时进行的充电方式。

采用上述进一步方案的有益效果是方便串联大电流充电与并联小电流充电同时进行，可保证每只单体锂二次电池均充满电且不会有过充现象。

进一步，在锂二次电池组的两端串联串联充电电源，为电池组充电；当串联充电结束后在锂二次电池组的单体锂二次电池两端连接并联充电电源，为单体锂二次电池进行充电。

采用上述进一步方案的有益效果是方便串联大电流充电与并联小电流充电分开进行，可保证每只单体锂二次电池均充满电且不会有过充现象。

进一步，锂二次电池组中单体锂二次电池数目较多时，将锂二次电池组分成数个包括少数个锂二次电池的锂二次电池组模块，对每个锂二次电池组模块采用串联充电与恒压限流的并联充电相结合的方式进行充电。

采用上述进一步方案的有益效果是方便根据实际情况，安排串联充电电源和并联充电电源的数目及连接方式等问题。