CN104538690B - 自保护电瓶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自保护电瓶，本自保护电瓶包括有电池组和壳体；所述电池组安装在所述壳体内部并通过壳体内壁上的压脚固定；所述壳体通过热封方式密封；在所述电池组的内部安装有音叉，所述音叉的两个振动臂接触电解液，所述音叉的基座露出并固定在电池组的上端面；所述音叉由驱动元件驱动振动；在所述壳体上安装有用于监测音叉振幅和频率的监测元件，所述监测元件连接所述音叉的所述基座，同时该监测元件耦合至一个串联在电瓶充放电线路上的通断开关；该电瓶能够实时监测电池充电情况；在电池过充电、过放电时能够自动断电。

Description

自保护电瓶
技术领域
本发明涉及一种电动车配件，特别的，是一种电瓶。
背景技术
随着人们对环保问题的关注，电动车逐渐成为人们短途旅行的主要交通工具之一；衡量一个电动车好坏的主要指标就是电瓶的质量；铅酸蓄电池因其电量足、价格低成为成为电动车的常用电瓶，但是这种电池在使用时需要特别注意，它不能像锂电池一样随时充电，也不能过充电或者过放电；当过充电时电池内阳极会产生过多氧气使蓄电池内压增大，造成气体外溢，还可能导致活性物质软化或脱落；当电池过放电时，容易使电池内部的硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质随之下降。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种自保护电瓶，该电瓶能够实时监测电池充电情况；在电池过充电、过放电时能够自动断电。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：本自保护电瓶包括有电池组和壳体；所述电池组安装在所述壳体内部并通过壳体内壁上的压脚固定；所述壳体通过热封方式密封；在所述电池组的内部安装有音叉，所述音叉的两个振动臂接触电解液，所述音叉的基座露出并固定在电池组的上端面；所述音叉由驱动元件驱动振动；在所述壳体上安装有用于监测音叉振幅和频率的监测元件，所述监测元件连接所述音叉的所述基座，同时该监测元件耦合至一个串联在电瓶充放电线路上的通断开关。
本发明的有益效果是：铅酸电池在充电时将阴阳极上的硫酸成分释放并生成硫酸溶液，在放电时阴阳极的极板与硫酸反应生成硫酸铅和水；充放电时铅酸蓄电池内的的溶液密度、阻尼系数不同；所述驱动元件以固定的驱动力使所述音叉在一定频率内振动，所述监测元件实时监测所述音叉的振动频率和振幅；随着充放电的进行，音叉周围的电解液组分发生变化，此时所述音叉的振幅和频率受电解液的影响发生改变；当电解液的密度、阻尼系数较小时，所述音叉的振幅和频率将变大，当电解液的密度、阻尼系数较大时，所述音叉的振幅和频率将变小；监测元件实时捕捉该变化的振幅和频率；当音叉的振幅和频率超过特定的范围时，监测元件传递信号给所述通断开关，通断开关断开电瓶的充放电线路，进而实现对电瓶的保护。
作为优选，所述驱动元件在充放电时以1-3次/min的周期性驱动力驱动所述音叉振动；这种频率的振动可以实现音叉的脉冲性振动，音叉每次受驱动时的振幅和频率基本不受上次驱动力的影响；可以更真实的监测处此时的电解液浓度对音叉振幅和频率的影响。
作为优选，在所述音叉上涂有防腐蚀层；以便于防止音叉受电解液的腐蚀。
作为优选，所述音叉的两个振动臂所在的平面与电池组的极板垂直；在音叉振动时，所述振动臂带动周围的电解液振动，该结构能够促进电解液的流动，进而提高电瓶的充电效率。
附图说明
图1为本自保护电瓶一个实施例的透视结构示意图。
具体实施方式
在图1所示的实施例中，本自保护电瓶包括有电池组2和壳体1；所述电池组2安装在所述壳体1内部并通过壳体1内壁上的压脚11固定；所述壳体1通过热封方式密封；在所述电池组2的内部安装有音叉3，所述音叉3的两个振动臂31接触电解液，在所述音叉3上涂有防腐蚀层，以便于防止电解液腐蚀所述音叉3；两个所述振动臂31所在的平面与电池组2的极板21垂直；所述音叉3的基座32露出并固定在电池组2的上端面；所述音叉3由驱动元件4驱动振动，所述驱动元件4在充放电时以1-3次/min的周期性驱动力驱动所述音叉3振动；所述驱动元件4为常见部件，如使用压电晶片即可实现，具体的驱动元件不是本发明的保护重点，在此不作详细描述；在所述壳体1上安装有用于监测音叉3振幅和频率的监测元件5，所述监测元件5连接所述音叉3的所述基座32，同时该监测元件5耦合至一个串联在电瓶充放电线路上的通断开关6。
铅酸蓄电池在充电时会将阴阳极极板21上的硫酸成分释放并生成硫酸溶液，在放电时阴阳极的极板21与硫酸反应生成硫酸铅和水；充、放电时铅酸蓄电池内的的溶液密度、阻尼系数不同；所述驱动元件4以固定的驱动力使所述音叉3在一定频率内受迫振动，该驱动力的频率为1-3次/min，在驱动元件4每次驱动音叉3振动时，音叉产生一个脉冲性的振动，由于驱动力的频率较小，音叉3在第二次受迫振动时受上一次的驱动力影响几乎为零，因此音叉3每次的受迫振动都可看做是独立的；由于驱动力的大小保持固定，当电解液的组分不同、阻尼系数不同时，音叉3的振动幅度和频率也会发生变化；所述监测元件5实时监测所述音叉3的振动频率和振幅；随着充放电的进行，音叉3周围的电解液组分发生变化，此时所述音叉3的振幅和频率受电解液的影响发生改变；当电解液的密度、阻尼系数较小时，所述音叉3的振幅和频率将变大，当电解液的密度、阻尼系数较大时，所述音叉3的振幅和频率将变小；监测元件5实时捕捉该变化的振幅和频率；在电瓶生产时设定一个安全的振动范围，当音叉3的振幅和频率超过设定的范围时，监测元件5传递信号给所述通断开关6，通断开关6断开电瓶的充放电线路，进而实现对电瓶的保护；具体的信号处理与传递及控制电路通断的方式较为常见且不是本发明的保护重点，故在此不作详细描述。
此外，所述音叉3的两个振动臂31所在的平面与电池组2的极板21垂直；在音叉3振动时，所述振动臂31带动周围的电解液振动，该结构能够促进电解液的流动，加速电解液与极板21之间的反应，在一定程度上能够提高电瓶的充电效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自保护电瓶，本自保护电瓶包括有电池组（2）和壳体（1）；所述电池组（2）安装在所述壳体（1）内部并通过壳体（1）内壁上的压脚（11）固定；所述壳体（1）通过热封方式密封；其特征在于：在所述电池组（2）的内部安装有音叉（3），所述音叉（3）的两个振动臂（31）接触电解液，所述音叉（3）的基座（32）露出并固定在电池组（2）的上端面；所述音叉（2）由驱动元件（4）驱动振动；在所述壳体（1）上安装有用于监测音叉振幅和频率的监测元件（5），所述监测元件（5）连接所述音叉（3）的所述基座（32），同时该监测元件（5）耦合至一个串联在电瓶充放电线路上的通断开关（6）。
2.根据权利要求1所述的自保护电瓶，其特征在于：所述驱动元件（4）在充、放电时以1-3次/min的周期性驱动力驱动所述音叉（3）振动。
3.根据权利要求1或2所述的自保护电瓶，其特征在于：在所述音叉（3）上涂有防腐蚀层。
4.根据权利要求3所述的自保护电瓶，其特征在于：所述音叉（3）的两个振动臂（31）所在的平面与电池组（2）的极板（21）垂直。
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