专利名称：具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池充电装置及其应用，尤其是涉及一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置及其应用。
背景技术：
随着科学技术的迅猛发展，二次电池被广泛的应用到各个领域。市面上合格的电池都会标注额定容量，但随着电池的老化以及使用工况的不同，额定容量并不能很好的反应电池的实际性能，所以用户很有必要了解所使用电池的实际容量；其次，对于同一块 (组)电池，所能放出的电量和能够充入的电量有很大的相关性，所以充入电量是衡量电池续航性能的一个重要指标，对用户来说，可以通过充入的电量判断电池的工作能力；再次， 电池的充电速度以及充电所需时间对于用户来说，也是一个至关重要的参数。充电器是对电池能量进行补充的专用设备，但是目前市场上的充电器一般只具有充电/充满两个基本的状态显示，不具备上述参数信息的呈现功能，该类充电器的不足之处可概括如下(1)用户无法获得所使用电池实际容量的大小，无法对电池性能做出准确判断；(2)不能显示已充入电池的电量，用户无法获知电池的实际储能状况；(3)不能显示电池充电速度和充满所需时间，用户无法了解电池充电过程。所以具有容量动态显示和充电倒计时功能的电池充电器具有很好的实用价值和广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置及其应用。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置，其特征在于，包括主控制器、充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块和为其余模块供电的电源转换模块，所述的主控制器分别与充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块连接，所述的充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块分别与待充电池连接。所述的电源转换模块进行充电器所需电压的转换以及对整个系统的供电，包括对主控制器、充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块的供电，并在主控制器的控制下提供可控的充电电流和充电电压。一种所述的具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置的应用，包括以下步骤上电初始化后，首先主控制器通过电压采集模块、电流采集模块以及温度检测模块动态采集电池参数，计算电池实际容量并通过显示模块显示，同时根据采集的电池参数和计算的电池容量来判断充电器工作状态，工作状态设有四种充电状态、充满状态、电池故障状态、无电池状态，主控制器根据不同的电池状态自动选择不同的工作模式(1)若为充电状态，则首先根据充电状态的不同阶段来选择初始充电模式，根据选择的充电模式完成充电任务，充电过程中主控制器实时计算充入电池的电量并通过显示模块动态显示，同时主控制器进行充电倒计时计算并通过显示模块显示，充电结束后，系统自动断开充电电路，防止电池过充造成电池的损坏；(2)若为充满状态，则显示电池已经充满信息，并自动断开充电电路；(3)若为电池故障状态，则显示电池故障信息，并自动断开充电电路；(4)若为无电池状态，则不做任何信息显示，并自动断开所有电路。所述的充电状态的不同阶段包括涓流预充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段(1)当Vbat < Vmin时，进入涓流预充电阶段；(2)当Vmin彡Vbat < Vmax时，进入恒流充电阶段；(3)当Vbat彡Vmax时，进入恒压充电阶段；其中Vbat为当前电池电压值，Vmin为低电压阈值，Vmax为充电限制电压值；充电模式的选择包括以下几种(1) (2) (3)三个阶段；( (3) 二个阶段；(3) 一个阶段。所述的计算电池实际容量包括以下步骤1)测试当前电池电压是否为标定电压值；2)若为是则记下此电压值，并执行步骤4)；3)若不是标定电压值，对电池进行充电或放电，并继续监视电池电压直到标定电压值，并返回步骤1)；4)设标定电压值为VI，此时刻为tl ；5)通过再一次执行步骤1)至4)找到第二个电压标定点V2，时刻为t2，通过查找数值表得出电池电压为Vl时的电池容量百分比P1，电池电压为V2时的容量百分比P2 ；tl 至t2的充/放电电量Cbd为此段时间的电流与时间的乘积，则电池的实际容量C为C = Cbd/(P2-Pl)其中当电池处于预充或恒流充电模式时
权利要求
1.一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置，其特征在于，包括主控制器、 充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块和为其余模块供电的电源转换模块，所述的主控制器分别与充电控制电路、 电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块连接，所述的充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块分别与待充电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置，其特征在于，所述的电源转换模块进行充电器所需电压的转换以及对整个系统的供电，包括对主控制器、充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块的供电，并在主控制器的控制下提供可控的充电电流和充电电压。
3.—种如权利要求1所述的具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置的应用， 包括以下步骤上电初始化后，首先主控制器通过电压采集模块、电流采集模块以及温度检测模块动态采集电池参数，计算电池实际容量并通过显示模块显示，同时根据采集的电池参数和计算的电池容量来判断充电器工作状态，工作状态设有四种充电状态、充满状态、电池故障状态、无电池状态，主控制器根据不同的电池状态自动选择不同的工作模式(1)若为充电状态，则首先根据充电状态的不同阶段来选择初始充电模式，根据选择的充电模式完成充电任务，充电过程中主控制器实时计算充入电池的电量并通过显示模块动态显示，同时主控制器进行充电倒计时计算并通过显示模块显示，充电结束后，系统自动断开充电电路，防止电池过充造成电池的损坏；(2)若为充满状态，则显示电池已经充满信息，并自动断开充电电路；(3)若为电池故障状态，则显示电池故障信息，并自动断开充电电路；(4)若为无电池状态，则不做任何信息显示，并自动断开所有电路。
4.根据权利要求3所述的一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置的应用，其特征在于，所述的充电状态的不同阶段包括涓流预充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段(1)当Vbat< Vmin时，进入涓流预充电阶段；(2)当Vmin^ Vbat < Vmax时，进入恒流充电阶段；(3)当Vbat^ Vmax时，进入恒压充电阶段；其中Vbat为当前电池电压值，Vmin为低电压阈值，Vmax为充电限制电压值； 充电模式的选择包括以下几种(1)⑵(3)三个阶段；(2) (3) 二个阶段；(3) —个阶段。
5.根据权利要求3所述的一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置的应用，其特征在于，所述的计算电池实际容量包括以下步骤1)测试当前电池电压是否为标定电压值；2)若为是则记下此电压值，并执行步骤4)；3)若不是标定电压值，对电池进行充电或放电，并继续监视电池电压直到标定电压值， 并返回步骤1)；4)设标定电压值为VI，此时刻为tl；5)通过再一次执行步骤1)至4)找到第二个电压标定点V2，时刻为t2，通过查找数值表得出电池电压为Vl时的电池容量百分比P1，电池电压为V2时的容量百分比P2 ；tl至t2 的充/放电电量Cbd为此段时间的电流与时间的乘积，则电池的实际容量C为C = Cbd/(P2-Pl) 其中当电池处于预充或恒流充电模式时
6.根据权利要求5所述的一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置的应用，其特征在于，所述的步骤幻中的数值表为存储在电池充电装置中的电池电压、容量百分比、温度关系的数值表。
7.根据权利要求3所述的一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置的应用，其特征在于，所述的计算充入电池的电量包括以下步骤1)首先计算本次充电前电池含有的电量Ce；2)然后计算本次充电充入的电量C。h;3)最后计算电池已经充入的电量Cin，电池已经充入的电量为充电前已有的电量Ce加上本次充电充入的电量C。h:Cin — Ce+Cch
8.根据权利要求3所述的一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置的应用，其特征在于，所述的主控制器进行充电倒计时计算并通过显示模块显示步骤如下1)充电器判断电池的当前充电状态；2)分别计算出每个阶段的充电时间；3)最后计算总的充电所需时间并通过显示模块显示，在整个充电过程中循环检测充电状态和计算充电所需时间，并动态修正时间直到充电结束显示电池已充满。
全文摘要
本发明涉及一种具有容量动态显示与充电倒计时的电池充电装置及其应用，其中装置包括主控制器、充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块和为其余模块供电的电源转换模块，所述的主控制器分别与充电控制电路、电压采集模块、电流采集模块、温度检测模块、保护电路模块、工作状态指示模块、显示模块连接；其中应用包括上电初始化后，主控制器通过电压采集模块、电流采集模块以及温度检测模块动态采集电池参数，计算电池实际容量并通过显示模块显示等步骤。与现有技术相比，本发明具有能够显示电池的实际容量和充入电池的电量，充电倒计时估算功能等优点。
文档编号H02J7/00GK102231548SQ20111018499
公开日2011年11月2日 申请日期2011年7月4日 优先权日2011年7月4日
发明者赵永礼 申请人:上海工程技术大学