CN2702507Y - 蓄电池供电的保护装置 - Google Patents

Abstract

蓄电池供电的保护装置，包括电压检测装置，充电装置，充、放电转换同步开关，电压检测同步开关和蓄电池输出控制装置。充电装置是抽头式双12伏充电器；充、放电转换同步开关为多刀二掷式同步开关；电压检测同步开关，为二刀多掷式同步开关。测得的电压值在电压表上显示，并传送到蓄电池输出控制装置。本实用新型的蓄电池供电的保护装置，结构简单，零部件少，成本低，使用安全。可以防止蓄电池的过放电、过充电。

Description

蓄电池供电的保护装置

技术领域

本实用新型涉及直流供电的保护装置，更具体而言，涉及蓄电池供电的保护装置的技术。

背景技术

蓄电池在汽车、摩托车等机动车上广泛使用着。随着经济发展和环保意识提高，摩托车、电动自行车也越来越普及，对蓄电池的使用、维护提出了更高的要求。

通常，蓄电池以由蓄电池单元按串联所构成的蓄电池组的形式使用。蓄电池组的电压为串联蓄电池的总压。例如：普通的蓄电池单元电压为12伏特，蓄电池组的电压为24、36、48伏特等。

但是，串联蓄电池组工作供电时，会产生各蓄电池单元电压的不一致性。通过大量的观察和实验，发现蓄电池组中经常会有一个容量较小的蓄电池单元提前放完电，使蓄电池组的总电压下降，提前放完电的蓄电池单元如继续工作，将处于过放电状态，影响其寿命和蓄电池组的效率。

当蓄电池组的总电压下降到设定值时，此时，设备的控制器会被启动。

例如：对于48伏特的蓄电池组，当总电压降为42伏特时，设备的控制器被启动。但其中可能已经有某个蓄电池单元处于过放电状态了，在下次充电时，过放电的蓄电池单元两端电压会增高；这种情况会循环、累积。当过放电的蓄电池单元两端电压增高到一定程度(例如14.5伏特以上)，会造成该蓄电池单元失水，导致其电容量降低，影响其寿命和蓄电池组的效率。

蓄电池组的充、放电状态可用测定蓄电池组的电压、电解液比重或电池累计容量变化等方法，但实际使用时，特别是频繁使用时这种测定方法很不方便。所以，一般以实际充、放电的时间作为是否需要对蓄电池进行充电的依据。但这种方法很难使蓄电池处于最佳工作状态，会造成蓄电池过量充电、或者充电不足、或者过量放电。充电时如果一个蓄电池单元比其它单元更早达到最大值电压，会使蓄电池组总电压范围变窄，或者降低其使用寿命。

发明内容

为了克服目前这种蓄电池供电***存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种新的蓄电池供电的保护装置，不仅可以避免蓄电池组中某个蓄电池单元的过放电，还可以提供蓄电池的平衡充电和防止蓄电池的过充电。

本实用新型提供的蓄电池供电的保护装置，包括以下各组成部分：

一个充电装置，可以同时对各个蓄电池单元进行充电；

一套充、放电转换同步开关，可以转换蓄电池的充、放电状态；

一套蓄电池输出控制装置，属于控制器的一部分，可以自动使蓄电池组的输出电流减小，提示使用者，同时也保护了蓄电池组。

根据需要，本实用新型提供的蓄电池供电的保护装置还可以设有一个电压检测装置和一套电压检测同步开关。

电压检测装置可以在蓄电池供电时测量各个蓄电池单元的电压；

电压检测同步开关，可以选择测量某个蓄电池单元的电压。

这里的充电装置，可以是抽头式双12伏充电器，也可以使用其他的24、48伏充电器，但需要另行设计充、放电转换同步开关的接线。

这里的充、放电转换同步开关，为多刀二掷式同步开关，根据蓄电池单元数目的不同而确定同步开关的型号，刀的数目等于蓄电池单元数目减去1。例如，对于4蓄电池单元组成的蓄电池组，充、放电转换同步开关为三刀二掷式，可以在4蓄电池单元串联的供电方式和两组蓄电池并联(其中每组为2蓄电池单元串联)的充电方式之间进行切换。

这里的充、放电转换同步开关还可以与汽车、摩托车、电动自行车等的启动开关相互配合，同步切换：当汽车、摩托车、电动自行车启动时，使蓄电池组处于放电状态；当汽车、摩托车、电动自行车停止时，使蓄电池组处于充电状态。

当充、放电转换同步开关切换到充电状态时，并联的蓄电池单元之间会有高电压蓄电池单元向低电压蓄电池单元充电的现象，这在一定程度上大大减轻了各蓄电池单元之间电压不一致的情况。

这里的控制器的蓄电池输出控制装置，可以根据测量到的蓄电池单元的电压是否低于设定值，自动使蓄电池组的输出电流减小，并提示使用者。

例如，控制器接收测量到的蓄电池单元的电压，判断是否低于设定值；低于设定值的，减小蓄电池组的输出电流，并提示使用者；不低于设定值，正常工作；控制器回到第一步骤循环，继续接收测量到的蓄电池单元的电压。

根据需要而设有的电压检测装置，由电压表构成，采用数字式的电压表较好。可以显示蓄电池单元的电压；也可以增加声、光警报装置，在蓄电池单元的电压低于设定值时发出警报。

根据需要而设有的电压检测同步开关，为二刀多掷式同步开关，根据蓄电池单元数目的不同而确定同步开关的型号，多掷的数目等于蓄电池单元的数目。例如，对于4蓄电池单元组成的蓄电池组，电压检测同步开关为二刀四掷式，可以分别连接各个蓄电池单元，测量其电压。

测得的电压值在电压表上显示，并传送到控制器的蓄电池输出控制装置。

本实用新型提供的这种蓄电池供电的保护装置，初次使用时，可以先依次、多次测量各个蓄电池单元的电压，选择其中电压较低的一个蓄电池单元作为取样单元，在电压表上显示其电压。

经过约十次的取样单元选择，可以选定取样单元，一般在3-6个月内可以长期使用这个取样单元。

本实用新型的蓄电池供电的保护装置，结构简单，另部件少，成本低，使用安全。由于以电压较低的一个蓄电池单元为取样单元，可以有效保护蓄电池免于过放电情况的出现；同时，采用抽头式双1 2伏充电器进行充电，可以实现同时对各个蓄电池单元进行充电，也防止了蓄电池的过充电。经过简单的变动，本实用新型的蓄电池供电的保护装置还可以应用到由其他不同数目的蓄电池单元组成的蓄电池组，例如，由6个蓄电池单元组成的蓄电池组等。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但并非限制本实用新型的应用范围。

附图说明

图1是4个蓄电池单元组成的蓄电池组及其充、放电转换同步开关的电路图；

图2是4个蓄电池单元组成的蓄电池组的电压检测同步开关的电路图。

图3是蓄电池输出控制装置的原理图：控制器接收测量到的蓄电池单元的电压，判断是否低于设定值；低于设定值的，减小蓄电池组的输出电流，并提示使用者；不低于设定值，正常工作；控制器回到第一步骤循环，继续接收测量到的蓄电池单元的电压。

图1中，E1、E2、E3、E4分别为蓄电池单元，K1、K2、K3分别为三刀二掷式的充、放电转换同步开关的三个刀。

蓄电池单元E1的正极(A点)与控制器的正极连接。

蓄电池充电时，蓄电池单元E1、E2为串联，蓄电池单元E3、E4为串联；它们之间为并联；

K1与蓄电池单元E1的正极(A点)、E3的正极、以及抽头式双12伏充电器的正极连接；K2与蓄电池单元E1的负极和蓄电池单元E2的正极(B点)连接，K2同时也与蓄电池单元E3的负极和蓄电池单元E4的正极(D点)、以及抽头式双12伏充电器的中点连接；K3与蓄电池单元E2的负极(C点)和蓄电池单元E4的负极(G点)、以及抽头式双12伏充电器的负极连接。

蓄电池供电时，K1与蓄电池单元E1的正极(A点)断开，连接到蓄电池单元E2的负极(C点)；K2与电路断开；K3与蓄电池单元E2的负极(C点)断开，连接到控制器的负极。

蓄电池单元E1、E2、E3、E4变为串联。

图2中，电压检测同步开关为二刀四掷式，KM1、KM2为开关的二个刀，可以依次分别与G点和D点、D点和C点、C点和B点、B点和A点连接，分别测量出蓄电池单元E4、E3、E2、E1的电压。

测得的电压值并传送到控制器的蓄电池输出控制装置。

具体实施方式

实施例1、

蓄电池供电的保护装置，包括以下各组成部分；

一个充电装置，可以同时对各个蓄电池单元进行充电；

一套充、放电转换同步开关，可以转换蓄电池的充、放电状态；

一套蓄电池输出控制装置，属于控制器的一部分，可以自动使蓄电池组的输出电流减小，提示使用者，同时也保护了蓄电池组。

这里的充电装置，是抽头式双12伏充电器。

这里的充、放电转换同步开关，为多刀二掷式同步开关，根据蓄电池单元数目的不同而确定同步开关的型号，刀的数目等于电池单元数目减去1。对于4蓄电池单元组成的蓄电池组，充、放电转换同步开关为三刀二掷式，可以在4蓄电池单元串联的供电方式和两组蓄电池并联(其中每组为2蓄电池单元串联)的充电方式之间进行切换。

当充、放电转换同步开关切换到充电状态时，并联的蓄电池单元之间会有高电压蓄电池单元向低电压蓄电池单元充电的现象，这在一定程度上大大减轻了各蓄电池单元之间电压不一致的情况。

这里的控制器的蓄电池输出控制装置，接收测量到的蓄电池单元的电压，判断是否低于设定值；低于设定值的，减小蓄电池组的输出电流，并提示使用者；不低于设定值，正常工作；控制器回到第一步骤循环，继续接收测量到的蓄电池单元的电压。

实施例2、

如实施例1的蓄电池供电的保护装置，但还设有一个电压检测装置和一套电压检测同步开关。

电压检测装置可以在蓄电池供电时测量各个蓄电池单元的电压；电压检测同步开关，可以选择测量某个蓄电池单元的电压。

这里的电压检测装置，由电压表构成，采用数字式的电压表较好。可以显示蓄电池单元的电压；也可以增加声、光警报装置，在蓄电池单元的电压低于设定值时发出警报。

这里的电压检测同步开关，为二刀多掷式同步开关，根据蓄电池单元数目的不同而确定同步开关的型号，多掷的数目等于蓄电池单元的数目。例如，对于4蓄电池单元组成的蓄电池组，电压检测同步开关为二刀四掷式，可以分别连接各个蓄电池单元，测量其电压。

测得的电压值在电压表上显示，并传送到控制器的蓄电池输出控制装置。

初次使用时，先依次、多次测量各个蓄电池单元的电压，选择其中电压较低的一个蓄电池单元作为取样单元，在电压表上显示其电压。

实施例3、

如实施例2的蓄电池供电的保护装置，但蓄电池组由E1、E2、E3、E4四蓄电池单元组成；

充、放电转换同步开关为三刀二掷式，K1、K2、K3分别为开关的三个刀；

蓄电池单元E1的正极(A点)与控制器的正极连接。

蓄电池充电时，蓄电池单元E1、E2为串联，蓄电池单元E3、E4为串联；它们之间为并联；

K1与蓄电池单元E1的正极(A点)、E3的正极、以及抽头式双12伏充电器的正极连接；K2与蓄电池单元E1的负极和蓄电池单元E2的正极(B点)连接，K2同时也与蓄电池单元E3的负极和蓄电池单元E4的正极(D点)、以及抽头式双12伏充电器的中点连接；K3与蓄电池单元E2的负极(C点)和蓄电池单元E4的负极(G点)、以及抽头式双12伏充电器的负极连接。

蓄电池供电时，K1与蓄电池单元E1的正极(A点)断开，连接到蓄电池单元E2的负极(C点)；K2与电路断开；K3与蓄电池单元E2的负极(C点)断开，连接到控制器的负极。

蓄电池单元E1，E2、E3、E4变为串联。

电压检测同步开关为二刀四掷式，KM1、KM2为开关的二个刀，可以依次分别与G点和D点、D点和C点、C点和B点、B点和A点连接，分别测量出蓄电池单元E4、E3、E2、E1的电压。

实施例4、

如实施例1、2、3的蓄电池供电的保护装置，但所述的充、放电转换同步开关还与汽车、摩托车、电动自行车等的启动开关相互配合，同步切换：当汽车、摩托车、电动自行车启动时，使蓄电池组处于放电状态；当汽车、摩托车、电动自行车停止时，使蓄电池组处于充电状态。

实施例5、

如实施例2、3、4的蓄电池供电的保护装置，但所述的电压检测装置，设有声、光警报装置，在蓄电池单元的电压低于设定值时发出警报。

Claims (6)

1、蓄电池供电的保护装置，包括充电装置，充、放电转换同步开关，和蓄电池输出控制装置；其特征在于：

这里的充电装置，是抽头式双12伏充电器；

这里的充、放电转换同步开关，为多刀二掷式同步开关，刀的数目等于蓄电池单元数目减去1；

这里的蓄电池输出控制装置属于控制器的一部分，接收测量到的蓄电池单元的电压，当该电压低于设定值，减小蓄电池组的输出电流。

2、根据权利要求1所述的蓄电池供电的保护装置，其特征在于还设有电压检测装置和电压检测同步开关；

这里的电压检测装置，由电压表构成，采用数字式的电压表较好；

这里的电压检测同步开关，为二刀多掷式同步开关，多掷的数目等于蓄电池单元的数目；

测得的电压值在电压表上显示，并传送到控制器的蓄电池输出控制装置。

3、根据权利要求2所述的蓄电池供电的保护装置，其特征在于蓄电池组由4蓄电池单元组成，充、放电转换同步开关为三刀二掷式，K1、K2、K3分别为开关的三个刀；蓄电池单元E1的正极与控制器的正极连接；

蓄电池充电时，K1与蓄电池单元E1的正极、E3的正极、以及抽头式双12伏充电器的正极连接；K2与蓄电池单元E1的负极和蓄电池单元E2的正极连接，K2同时也与蓄电池单元E3的负极和蓄电池单元E4的正极、以及抽头式双12伏充电器的中点连接；K3与蓄电池单元E2的负极和蓄电池单元E4的负极、以及抽头式双12伏充电器的负极连接；

蓄电池供电时，K1与蓄电池单元E1的正极断开，连接到蓄电池单元E2的负极；K2与电路断开；K3与蓄电池单元E2的负极断开，连接到控制器的负极；

电压检测同步开关为二刀四掷式，KM1、KM2为开关的二个刀，可以依次分别与G点和D点、D点和C点、C点和B点、B点和A点连接。

4、根据权利要求1、2或3所述的蓄电池供电的保护装置，其特征在于所述的充、放电转换同步开关与汽车、摩托车、电动自行车的启动开关相互配合，同步切换。

5、根据权利要求2或3所述的蓄电池供电的保护装置，其特征在于所述的电压检测装置，设有声、光警报装置。

6、根据权利要求4所述的蓄电池供电的保护装置，其特征在于所述的电压检测装置，设有声、光警报装置。