一种自适应不同型号电池的充电柜的制作方法

本发明属于充电柜，特别涉及一种自适应不同型号电池的充电柜。

背景技术：

1、目前，电动自行车由于其经济实惠、通行方便、性价比高等优点，成为大多数人们近距离通行的首选工具。尤其是近几年外卖行业风生水起，电动自行车的使用人群越来越庞大。因此充电柜应运而生。相比较于占用走道、楼梯间等传统的分散充电，充电柜充电又快又方便，也成为了越来越多电动车骑士青睐的新型充电方式。

2、由于市面上电动自行车的品牌多种多样，电动自行车的电池型号也各有不同，电动自行车的电池包的电压种类大体分为48v，60v，72v三种。目前市场上大多数供电动自行车电池充电的充电柜，充电柜的所有柜体只能输出同一规格的电压电流，对于不同充电参数的电池来说，可能会产生充电电流大于额定电流，有损电池寿命。或者充电电流过小，充电时间太长，更严重的是充电器品质差带来电网利用率低、电源杂波传导干扰公共设备，甚至过压充电引起火灾等问题，不能以最优充电方式为不同型号的电池充电。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种自适应不同型号电池的充电柜，可以解决现有技术中由于充电柜输出电流电压单一，不能实现对不同型号电池的最优充电方式的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种自适应不同型号电池的充电柜，包括ac/dc转换器、控制主板、通信模块和n个充电器；所述ac/dc转换器将市电转换为直流电压，分别为控制主板、通信模块和n个充电器供电；所述控制主板通过通信模块与n个充电器通信连接；n个充电器分别置于充电柜的n个仓体中，当充电电池与充电器连接时，充电器读取充电电池信息，通过通信模块将充电电池信息发送给控制主板，所述控制主板解析充电电池信息，生成充电参数，将充电参数发送给对应的充电器，充电器根据充电参数对充电电池进行充电。

4、进一步的，所述充电器包括dc/dc电源模块，所述dc/dc电源模块包括第一控制芯片u1、输出电压采样电路、输出电流采样电路、驱动功率电路、boost升压电路和电池信息读取模块；所述boost升压电路的输入端连接所述ac/dc转换器输出的直流电压，boost升压电路的输出端为后级电池充电，boost升压电路的控制端连接驱动功率电路的输出端；输出电压采样电路的输入端连接boost升压电路的输出端，输出电压采样电路的输出端连接第一控制芯片u1的输出电压采样引脚mcu_adc；输出电流采样电路的输入端连接boost升压电路的输出端，输出电流采样电路的输出端连接第一控制芯片u1的输出电流采样引脚mcu_i；第一控制芯片u1的pwm输出引脚ch_pwm连接驱动功率电路的输入端；电池信息读取模块的一端与充电电池连接，读取充电电池的电池信息，另一端连接第一控制芯片u1，将读取的电池信息发送给第一控制芯片u1，第一控制芯片u1再将电池信息发送给控制主板。

5、进一步的，所述boost升压电路包括第一电容c1、第二电容c2、第一电感l1、第一mos管q1、肖特基二极管d1、第三电容c7和第四电容c8；第一电容c1和第二电容c2并联后两端作为boost升压电路的输入端，并且第一电容c1的一端和第二电容c2的一端作为boost升压电路的输入正，第一电容c1的另一端和第二电容c2的另一端作为boost升压电路的输入负；第一电感l1的一端连接第一电容c1的一端，另一端连接第一mos管q1的漏极和肖特基二极管d1的两个正极；第一mos管q1的源极连接第一电容c1的另一端，栅极作为boost升压电路的控制端；肖特基二极管d1的负极连接第三电容c7的正极和第四电容c8的正极；第三电容c7的负极和第四电容c8的负极连接第一mos管q1的源极，并且第三电容c7和第四电容c8的两端作为boost升压电路的输出端，第三电容c7的正极和第四电容c8的正极作为boost升压电路的输出正端，第三电容c7的负极和第四电容c8的负极作为boost升压电路的输出负端。

6、进一步的，所述输出电压采样电路包括第一电阻r50、第二电阻r51、第三电阻r52、第四电阻r53、第五电容c37、第六电容c39和第二控制芯片u6；第三电阻r52的一端作为输出电压采样电路的输入端，另一端分别连接第四电阻r53的一端和第二控制芯片u6的输入正引脚+in；第五电容c37和第六电容c39并联后，一端连接第二控制芯片u6的电压正引脚v+，另一端连接第二控制芯片u6的电压负引脚v-；第一电阻r50的一端、第四电阻r53的另一端以及第二控制芯片u6的电压负引脚v-连接第一模拟地agnd；第一电阻r50的另一端分别连接第二电阻r51的一端和第二控制芯片u6的输入负引脚-in；第二电阻r51的另一端连接第二控制芯片u6的输出引脚out，第二控制芯片u6的输出引脚out作为输出电压采样电路的输出端。

7、进一步的，所述输出电流采样电路包括第五电阻r17、第六电阻r36、第七电阻r44、第八电阻r45、第九电阻r49、第十电阻r52、第七电容c30、第八电容c32、第九电容c35、第十电容c47和第三控制芯片u5；第五电阻r17的一端作为输出电流采样电路的输入端，另一端连接第十电阻r52的一端；第十电阻r52的另一端分别连接第九电阻r49的一端和第十电容c47的一端；第十电容c47的另一端接第二模拟地agnd0；第九电阻r49的另一端连接第三控制芯片u5的输入正引脚+in；第八电容c32和第九电容c35并联后，一端连接第三控制芯片u5的电压正引脚v+，另一端连接第三控制芯片u5的电压负引脚v-；第三控制芯片u5的电压负引脚v-和第七电容c30的一端连接第一模拟地agnd；第七电阻r44的一端连接第二模拟地agnd0，另一端分别连接第三控制芯片u5的输入负引脚-in和第八电阻r45的一端；第八电阻r45的另一端分别连接第三控制芯片u5的输出引脚out和第六电阻r36的一端；第六电阻r36的另一端与第七电容c30的另一端连接并作为输出电流采样电路的输出端。

8、进一步的，所述驱动功率电路包括第四控制芯片u3、第十一电容c22、第十二电容c23、第十三电容c14、第十一电阻r22、第十二电阻r33、第十三电阻r26、第十四电阻r32、第一二极管d4、第二二极管d5和第三二极管d6；第十一电阻r22的一端作为驱动功率电路的输入端，另一端连接第四控制芯片u3的输入端in；第十一电容c22的一端和第十二电容c23的一端连接第四控制芯片u3的接地引脚gnd；第十一电容c22的另一端和第十二电容c23的另一端连接第一二极管d4的正极和第四控制芯片u3的供电引脚vcc；第四控制芯片u3的拉低控制输出引脚#sd通过第十二电阻r33连接第一控制芯片u1的控制输出引脚sd；第一二极管d4的负极分别连接第四控制芯片u3的高端浮置电源电压引脚vb和第十三电容c14的一端，第十三电容c14的另一端连接第四控制芯片u3的高端浮置电源偏移电压引脚vs；第三二极管d6的正极连接第十四电阻r32的一端，第三二极管d6的负极和第十四电阻r32的另一端连接第四控制芯片u3的低端输出引脚lo；第四控制芯片u3的高端输出引脚ho连接第二二极管d5的负极和第十三电阻r26的一端；第二二极管d5的正极和第十三电阻r26的另一端作为驱动功率电路的输出端连接第一mos管q1的栅极。

9、进一步的，所述一种自适应不同型号电池的充电柜还包括输入欠压/过压保护电路，所述输入欠压/过压保护电路包括第十五电阻r37、第十六电阻r75、第十七电阻r41、第十八电阻r10、第十九电阻r15、第十四电容c36、第二mos管q3和第一开关k1，第十五电阻r37的一端作为输入欠压/过压保护电路的输入端连接boost升压电路的输入正，另一端分别连接第十六电阻r75的一端和第十七电阻r41的一端，并作为输入欠压/过压保护电路的输出端连接第一控制芯片u1的输入电压采样引脚in_vread；第十六电阻r75的另一端串联第十四电容c36后连接第一模拟地agnd；第十七电阻r41的另一端连接第一模拟地agnd；第十八电阻r10的一端连接第一控制芯片u1的继电器输出控制引脚out_realy，另一端分别连接第十九电阻r15的一端和第二mos管q3的栅极；第十九电阻r15的另一端和第二mos管q3的源极连接第一模拟地agnd；第二mos管q3的漏极连接第一开关k1的第1引脚；第一开关的第2引脚连接boost升压电路中肖特基二极管d1的负极，第3引脚连接第三电容c7的正极。

10、进一步的，所述一种自适应不同型号电池的充电柜还包括输入过流/短路保护电路，所述输入过流/短路保护电路包括第二十电阻r16、第六电阻r36、第七电阻r44、第八电阻r45、第九电阻r49、第十电阻r52、第七电容c30、第八电容c32、第九电容c35、第十电容c47和第三控制芯片u5；第二十电阻r16的一端作为输入过流/短路保护电路的输入端连接boost升压电路的输入负，另一端分别连接第一电容c1的另一端和第十电阻r52的一端；第十电阻r52的另一端分别连接第九电阻r49的一端和第十电容c47的一端；第十电容c47的另一端接第二模拟地agnd0；第九电阻r49的另一端连接第三控制芯片u5的输入正引脚+in；第八电容c32和第九电容c35并联后，一端连接第三控制芯片u5的电压正引脚v+，另一端连接第三控制芯片u5的电压负引脚v-；第三控制芯片u5的电压负引脚v-和第七电容c30的一端连接第一模拟地agnd；第七电阻r44的一端连接第二模拟地agnd0，另一端分别连接第三控制芯片u5的输入负引脚-in和第八电阻r45的一端；第八电阻r45的另一端分别连接第三控制芯片u5的输出引脚out和第六电阻r36的一端；第六电阻r36的另一端与第七电容c30的另一端连接并作为输入过流/短路保护电路的输出端连接第一控制芯片的输入电流采样引脚in_iread。

11、进一步的，所述一种自适应不同型号电池的充电柜还包括输入防反接电路，所述输入防反接电路连接在ac/dc转换器的输出端与boost升压电路的输入端之间，包括第二十一电阻r6、第二十二电阻r18和第三mos管q4，第二十一电阻r6的一端连接输入正vin+，另一端分别连接第二十二电阻r18的一端和第三mos管q4的栅极；第二十二电阻r18的另一端连接第三mos管q4的源极，第三mos管q4的漏极连接输入负vin-；第二十一电阻r6的一端和第二十二电阻r18的另一端分别连接boost升压电路的输入正和输入负。

12、进一步的，所述电池信息读取模块包括485通信模块或电池识别器。

13、本发明的自适应不同型号电池的充电柜，能兼容市面大部分电动自行车电池的充电需求，用户无需自带充电器即可充电。通过485通讯或识别器识别电池包方式，获取充电电池的类型、电压、容量、最大充电电流等参数信息，发送充电信息到连接充电电池的充电器。充电器根据收到的信息，再次核对电池类型、电压、容量、最大充电电流信息无误后，开启充电，并根据实时监控充电电压、电流等信息，及时调整输出电压、电流等参数。

14、充电柜配套的充电器应具有宽电压输出能力，能够针对不同电池，快速充电。充电柜各仓门的充电器独立工作和独立输出，各仓门互不干扰。当某个充电器发生故障时，其自保护功能能够切断输出。

15、每个独立的充电器内置dc/dc电源模块，无需单独在每一路配置整流桥以及功率因素校准模块，成本上具有优势。