CN106160080B - 一种电动自行车1小时快速充满电锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动自行车1小时快速充满电锂电池，包括锂电池组、锂电池保护电路板和铝外壳，所述锂电池保护电路板包括保护电路和高低温保护电路，所述锂电池两侧分别设有由铝外壳压紧在锂电池两侧的导热矽胶片。采用高低温保护电路对锂电池工作温度进行检测，实现高温自动停止充电、低温恢复充电，配合大电流保护电路对锂电池常规电流充电和大电流快速充电的切换，实现安全、快捷的快速充电，该锂电池结构简单，使用方便、安全，能有效确保充电安全和快速大电流充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池，具体说是一种电动自行车1小时快速充满电锂电池。
背景技术
锂电自行车是一款极具创意的革命***通工具，时尚、轻盈、简约的车身设计，其高效、安全、环保的锂离子大容量电池，拥有高达45公里的连续续航里程。但在锂电池充电安全、时间问题上，充电时间以及充电安全大大制约了锂电自行车的普及。
发明内容
本发明提供了一种结构简单，使用方便、安全，能有效确保充电安全和快速大电流充电的电动自行车1小时快速充满电锂电池。
本发明采用的技术方案是：一种电动自行车1小时快速充满电锂电池，包括锂电池组、锂电池保护电路板和铝外壳，其特征在于：所述锂电池保护电路板包括保护电路和高低温保护电路，所述锂电池两侧分别设有由铝外壳压紧在锂电池两侧的导热矽胶片。
进一步地，所述锂电池组为磷酸铁锂锂电池组。
进一步地，所述高低温保护电路包括第一电压控制回路、第二电压控制回路、第三电压控制回路、高温检测运算放大器、高温控制电阻、二极管、低温检测运算放大器、低温控制电阻、第一NPN三极管、第一电容、第一N型MOS管、第二电容、第一电阻、第二NPN三极管和第二电阻，保护电路的基准稳压电源分别经第一电压控制回路、第二电压控制回路、第三电压控制回路接地，第一、二电压控制回路上均设有两串联的电压控制电阻，第三电压控制回路上设有串联的热敏电阻和电压控制电阻，高温检测运算放大器的同相输入端连接第三电压控制回路的两电阻之间，高温检测运算放大器的反相输入端连接第一电压控制回路的两电阻之间，低温检测运算放大器的同相输入端连接第二电压控制回路的两电阻之间，低温检测运算放大器的反相输入端连接第三电压控制回路的两电阻之间，高、低温检测运算放大器的电源连接锂电池组任意一节锂电池供电，高温检测运算放大器的输出端依次经高温控制电阻、二极管连接第一NPN三极管的集电极、第一电容、第一N型MOS管的栅极，第一电容接地，低温检测运算放大器的输出端经低温控制电阻连接第一NPN三极管的基极、第一NPN三极管的发射极接地，第一N型MOS管的漏极接地，第一N型MOS管的源极经第一电阻连接第二NPN三极管的基极，第二NPN三极管的发射极连接锂电池组任意一节锂电池供电，第二电容连接第一N型MOS管源极和第一电阻之间，第二电容接地，第二NPN三极管的集电极经第二电阻连接保护电路的充电MOS管。
进一步地，所述高、低温检测运算放大器的电源连接锂电池组最后一节锂电池供电，第二NPN三极管的发射极连接锂电池组最后一节锂电池供电。
进一步地，所述锂电池保护电路板还包括大电流保护电路。
进一步地，所述铝外壳上设有均连接大电流保护电路的大电流指示灯和大电流启动按钮。
进一步地，所述大电流保护电路包括常规电流充电回路、大电流充电回路和电流控制回路，保护电路的恒流功率放大器电源或匹配锂电池的充电器内恒流功率放大器电源经第一充电电阻后分三路，第一路经大电流充电电阻连接第一光电耦合器的发光源并接地，第一光电耦合器的受光器连接大电流信号运算放大器，第二路经常规电流充电电阻连接第二光电耦合器的发光源并接地，第二光电耦合器的受光器连接常规电流信号运算放大器，常规电流信号运算放大器和大电流信号运算放大器连接保护电路；第三路经大电流启动按钮、第三电容接地，保护电路的运算放大器输送电流检测信号经第一电流检测电阻连接第三NPN三极管的基极，第三NPN三极管的发射极接地，第三NPN三极管的集电极经第二电流检测电阻连接第三电容正极，第二N型MOS管的栅极连接第三电容正极，第二N型MOS管的漏极接地，第二N型MOS管的源极分两路，第一路接常规电流充电电阻和第二光电耦合器之间的常规电流充电回路，第二路接第四NPN三极管的基极，第四NPN三极管的发射极接地，第四NPN三极管的集电极接大电流充电电阻和第一光电耦合器之间的大电流充电回路。
采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、采用高低温保护电路，通过设置在锂电池组内的热敏电阻监控温度，在温度高于56℃时，热敏电阻电阻变小，高温检测运算放大器的同相输入端电压高于其反相输入端，高温检测运算放大器输出端输出高电平，通过二极管对第一电容充电，此时低温检测运算放大器的同相输入端电压低于其反相输入端，低温检测运算放大器输出低电平，第一NPN三极管不导通，第一N型MOS管导通，第二NPN三极管导通，由第二NPN三极管经第二电阻连接保护电路的充电MOS管控制充电停止，防止高温下充电损坏以及安全隐患；在温度低于56℃高于42℃时，高温检测运算放大器的同相输入端电压低于其反相输入端，高温检测运算放大器输出端输出低电平，第一电容保持电压，二极管防止放电，第一NPN三极管不导通，第一N型MOS管持续导通，第二NPN三极管持续导通，充电MOS管控制充电持续停止；在温度低于42℃时，低温检测运算放大器同相输入端电压高于其反相输入端，低温检测运算放大器输出端输出高电平，第一NPN三极管导通，第一电容放电，第一N型MOS管不导通，第二NPN三极管不导通，充电MOS管不受控停止充电，恢复充电；有效确保在高低温环境下的充电使用安全。
2、采用大电流保护电路，通过大电流启动按钮实现锂电池组的大电流和常规电流充电切换。在未启动大电流充电时，保护电路运算放大器电流检测信号输入第三NPN三极管低电平，第三NPN三极管不导通，第二N型MOS管部导通，第四NPN三极管导通，大电流充电回路通过第四NPN三极管导通接地，第一光电耦合器不工作，其连接大电流信号运算放大器连接保护电路，显示非大电流充电，此时常规电流充电回路正常工作；在需要大电流充电时，按下大电流启动按钮，第三电容充电，第二N型MOS管导通，第四NPN三极管不导通，大电流充电回路正常工作，第一光电耦合器工作经大电流信号运算放大器连接保护电路，控制大电流充电，此时常规电流充电回路经第二N型MOS管接地，不工作；在大电流充满或达到大电流充电设定值时，保护电路的运算放大器输送电流检测信号高电平至第三NPN三极管导通，第三电容放电，第二N型MOS管不导通，第四NPN三极管导通，常规电流充电回路正常工作，切换至常规电流充电或停止充电，具有常规电流和大电流切换充电功能，满足大容量锂电池快速充电、安全使用的需求。
本发明采用高低温保护电路对锂电池工作温度进行检测，实现高温自动停止充电、低温恢复充电，配合大电流保护电路对锂电池常规电流充电和大电流快速充电的切换，实现安全、快捷的快速充电，该锂电池结构简单，使用方便、安全，能有效确保充电安全和快速大电流充电。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明高低温保护电路图；
图3为本发明大电流保护电路图。
图中：铝外壳1，锂电池组2，锂电池21，锂电池保护电路板3，保护电路4，高低温保护电路5，大电流保护电路6，导热矽胶片7，热敏电阻8，电压控制电阻R1、R2、R3、R4、R5，高温检测运算放大器A1，低温检测运算放大器A2，高温控制电阻R7，低温控制电阻R8，二极管D1，第一NPN三极管Q1，第一电容C1，第一N型MOS管Q2，第二电容C2，第一电阻R9，第二NPN三极管Q3，第二电阻R10，充电电阻R11，大电流充电电阻R12，常规电路充电电阻R13，发光二极管D2，第一光电耦合器OC1，第二光电耦合器OC2，大电流启动按钮9，第一电流检测电阻R14，第二电流检测电阻R15，第三电容C3，第三NPN三极管Q4，第二N型MOS管Q5，第四NPN三极管Q5,大电流信号运算放大器A3，常规电流信号运算放大器A4。
具体实施方式
以下结合附图和实施例作进一步说明。
图1所示：一种电动自行车1小时快速充满电锂电池，包括铝外壳1、锂电池组2、锂电池保护电路板3、导热矽胶片7和热敏电阻8，锂电池组2的两侧经导热矽夹片7夹紧封装于铝外壳1内，锂电池组2的中心位置设置热敏电阻8，锂电池保护电路板3设置于锂电池组2上方，锂电池保护电路板3上设有保护电路4、高低温保护电路5和大电流保护电路6，热敏电阻8连接高低温保护电路5.
图2所示高低温保护电路包括第一电压控制回路、第二电压控制回路、第三电压控制回路、高温检测运算放大器A1、高温控制电阻R7、二极管D1、低温检测运算放大器A2、低温控制电阻R8、第一NPN三极管Q1、第一电容C1、第一N型MOS管Q2、第二电容C2、第一电阻R9、第二NPN三极管Q3和第二电阻Q10，保护电路4的基准稳压电源分别经第一电压控制回路、第二电压控制回路、第三电压控制回路接地，第一电压控制回路上设有两串联的电压控制电阻R1、R2，第二电压控制回路上设有两串联的电压控制电阻R3、R4，第三电压控制回路上设有串联的热敏电阻8和电压控制电阻R5，高温检测运算放大器A1的同相输入端连接第三电压控制回路的两电阻之间，高温检测运算放大器A1的反相输入端连接第一电压控制回路的两电阻之间，低温检测运算放大器A2的同相输入端连接第二电压控制回路的两电阻之间，低温检测运算放大器A2的反相输入端连接第三电压控制回路的两电阻之间，高、低温检测运算放大器的电源连接锂电池组最后一节锂电池供电，高温检测运算放大器的输出端依次经高温控制电阻R7、二极管D1连接第一NPN三极管Q1的集电极、第一电容C1、第一N型MOS管Q2的栅极，第一电容C1接地，低温检测运算放大器A2的输出端经低温控制电阻R8连接第一NPN三极管Q1的基极、第一NPN三极管Q1的发射极接地，第一N型MOS管Q2的漏极接地，第一N型MOS管Q2的源极经第一电阻R9连接第二NPN三极管Q3的基极，第二NPN三极管Q3的发射极连接锂电池组任意一节锂电池供电，第二电容C2连接第一N型MOS管Q2源极和第一电阻R9之间，第二电容C2接地，第二NPN三极管Q3的集电极经第二电阻R10连接保护电路的充电MOS管。
图3所示大电流保护电路包括常规电流充电回路、大电流充电回路和电流控制回路，保护电路的恒流功率放大器电源或匹配锂电池的充电器内恒流功率放大器电源经第一充电电阻R11后分三路，第一路经大电流充电电阻R12连接第一光电耦合器OC1的发光源并接地，第一光电耦合器OC1的受光器连接大电流信号运算放大器A3，第二路经常规电流充电电阻R13连接第二光电耦合器OC2的发光源并接地，第二光电耦合器OC2的受光器连接常规电流信号运算放大器A4，常规电流信号运算放大器和大电流信号运算放大器连接保护电路；第三路经大电流启动按钮19、第三电容C3接地，保护电路的运算放大器输送电流检测信号经第一电流检测电阻R14连接第三NPN三极管Q4的基极，第三NPN三极管Q4的发射极接地，第三NPN三极管Q4的集电极经第二电流检测电阻Q15连接第三电容C3正极，第二N型MOS管Q5的栅极连接第三电容C3正极，第二N型MOS管Q5的漏极接地，第二N型MOS管Q5的源极分两路，第一路接常规电流充电电阻R13和第二光电耦合器OC2之间的常规电流充电回路，第二路接第四NPN三极管Q6的基极，第四NPN三极管Q6的发射极接地，第四NPN三极管Q6的集电极接大电流充电电阻R12和第一光电耦合器OC1之间的大电流充电回路。
在大电流充电回路中的大电流充电电阻R12和第一光电耦合器OC1之间还可设置发光二极管D2，用以显示是否进行大电流充电；在常规电流充电电阻R13和第二光电耦合器OC2之间的常规电流充电回路上还可设置发光二极管，用以显示是否进行常规电流充电。
Claims (4)
1.一种电动自行车1小时快速充满电锂电池，包括锂电池组、锂电池保护电路板和铝外壳，其特征在于：所述锂电池保护电路板包括保护电路和高低温保护电路，所述锂电池两侧分别设有由铝外壳压紧在锂电池两侧的导热矽胶片，所述高低温保护电路包括第一电压控制回路、第二电压控制回路、第三电压控制回路、高温检测运算放大器、高温控制电阻、二极管、低温检测运算放大器、低温控制电阻、第一NPN三极管、第一电容、第一N型MOS管、第二电容、第一电阻、第二NPN三极管和第二电阻，保护电路的基准稳压电源分别经第一电压控制回路、第二电压控制回路、第三电压控制回路接地，第一、二电压控制回路上均设有两串联的电压控制电阻，第三电压控制回路上设有串联的热敏电阻和电压控制电阻，高温检测运算放大器的同相输入端连接第三电压控制回路的两电阻之间，高温检测运算放大器的反相输入端连接第一电压控制回路的两电阻之间，低温检测运算放大器的同相输入端连接第二电压控制回路的两电阻之间，低温检测运算放大器的反相输入端连接第三电压控制回路的两电阻之间，高、低温检测运算放大器的电源连接锂电池组任意一节锂电池供电，高温检测运算放大器的输出端依次经高温控制电阻、二极管连接第一NPN三极管的集电极、第一电容、第一N型MOS管的栅极，第一电容接地，低温检测运算放大器的输出端经低温控制电阻连接第一NPN三极管的基极、第一NPN三极管的发射极接地，第一N型MOS管的漏极接地，第一N型MOS管的源极经第一电阻连接第二NPN三极管的基极，第二NPN三极管的发射极连接锂电池组任意一节锂电池供电，第二电容连接第一N型MOS管源极和第一电阻之间，第二电容接地，第二NPN三极管的集电极经第二电阻连接保护电路的充电MOS管；所述锂电池保护电路板还包括大电流保护电路；所述大电流保护电路包括常规电流充电回路、大电流充电回路和电流控制回路，保护电路的恒流功率放大器电源或匹配锂电池的充电器内恒流功率放大器电源经第一充电电阻后分三路，第一路经大电流充电电阻连接第一光电耦合器的发光源并接地，第一光电耦合器的受光器连接大电流信号运算放大器，第二路经常规电流充电电阻连接第二光电耦合器的发光源并接地，第二光电耦合器的受光器连接常规电流信号运算放大器，常规电流信号运算放大器和大电流信号运算放大器连接保护电路；第三路经大电流启动按钮、第三电容接地，保护电路的运算放大器输送电流检测信号经第一电流检测电阻连接第三NPN三极管的基极，第三NPN三极管的发射极接地，第三NPN三极管的集电极经第二电流检测电阻连接第三电容正极，第二N型MOS管的栅极连接第三电容正极，第二N型MOS管的漏极接地，第二N型MOS管的源极分两路，第一路接常规电流充电电阻和第二光电耦合器之间的常规电流充电回路，第二路接第四NPN三极管的基极，第四NPN三极管的发射极接地，第四NPN三极管的集电极接大电流充电电阻和第一光电耦合器之间的大电流充电回路。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车1小时快速充满电锂电池，其特征是：所述锂电池组为磷酸铁锂锂电池组。
3.根据权利要求1所述的一种电动自行车1小时快速充满电锂电池，其特征是：所述高、低温检测运算放大器的电源连接锂电池组最后一节锂电池供电，第二NPN三极管的发射极连接锂电池组最后一节锂电池供电。
4.根据权利要求1所述的一种电动自行车1小时快速充满电锂电池，其特征是：所述铝外壳上设有均连接大电流保护电路的大电流指示灯和大电流启动按钮。
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Effective date of registration: 20230105 Address after: Room 501, No. 66, Wenchang East Road, Taixing High-tech Industrial Development Zone, Taizhou City, Jiangsu Province, 225400 Patentee after: Taixing Nuozhou Technology Co.,Ltd. Address before: No. 6-8, Xinghuo Road, Taixing City, Taizhou City, Jiangsu Province, 225400 Patentee before: TAIXING AIPUNUO ELECTRIC APPLIANCE CO.,LTD. |
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