專利名稱：一種蓄電池管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄電池管理裝置。
現(xiàn)代生產(chǎn)與生活中廣泛使用著二次能源載體-蓄電池。蓄電池由于其構(gòu)成材料的電極電位差所限制，蓄電池的單體電壓都不高，一般在1-2伏之間，例如鉛蓄電池單體電壓為2伏，鎳鎘蓄電池單體電壓為1.2伏，因此蓄電池在使用中的絕大多數(shù)情況是若干單體串聯(lián)成為高電壓狀態(tài)的。人們所見的蓄電池，只要標(biāo)稱電壓超過其所用材料的電極電位，則內(nèi)部一定是若干單體串聯(lián)成組的，是一種串聯(lián)成組蓄電池，只不過這組串聯(lián)蓄電池被用一只外殼裝配而成。例如市面常見的6伏、12伏蓄電池。
大量研究表明，蓄電池的失效快慢、壽命長(zhǎng)短除了蓄電池本身內(nèi)部質(zhì)量狀態(tài)以外，由于現(xiàn)行充放電方式的緣故，另一個(gè)主要因素就是這種串聯(lián)成組使用狀態(tài)所致。具體說，是與蓄電池在制造與使用過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)個(gè)體差異事實(shí)有關(guān)。由于這種個(gè)體差異在制造中就固有存在，再加上使用中又不斷產(chǎn)生和加劇，導(dǎo)致蓄電池組在使用中將使個(gè)別質(zhì)量差的處于過充電與過放電，這就加劇其損壞進(jìn)程。一組蓄電池一旦出現(xiàn)個(gè)別蓄電池?fù)p壞后，其它蓄電池就處于過放電，特別是過充電的危險(xiǎn)狀態(tài)，這樣“連鎖反應(yīng)”效應(yīng)出現(xiàn)，新的損壞又從質(zhì)量相對(duì)差的蓄電池加速開始，如此進(jìn)行下去，損壞速率加快，直至整個(gè)蓄電池組失效。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種蓄電池管理裝置，它能夠自動(dòng)鑒別成組蓄電池中每一只蓄電池是否過充電或過放電，并發(fā)出信號(hào)以調(diào)整充電或用電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)均衡充、放電，消除蓄電池組中的個(gè)體差異對(duì)其運(yùn)行的影響。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的蓄電池管理裝置是由n支蓄電池和n支蓄電池保護(hù)器(F)及充電器與用電器組成，每支蓄電池保護(hù)器的正、負(fù)極P1和P2與其對(duì)應(yīng)的蓄電池的正負(fù)極相聯(lián)，再把這n支蓄電池串聯(lián)成為電池組，其中n支蓄電池保護(hù)器的輸出端P4、P5的同名端聯(lián)接在一起后聯(lián)接到充電器、用電器的遠(yuǎn)控同名端P4、P5，蓄電池組的正、負(fù)極分別聯(lián)到充電器或用電器對(duì)應(yīng)的正負(fù)極。
本實(shí)用新型的蓄電池管理裝置中蓄電池保護(hù)器是系統(tǒng)中的核心部件，不但起到采集蓄電池狀態(tài)信息的作用，還是控制充電器與用電器的指命發(fā)出者。系統(tǒng)中每一只蓄電池的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息通過保護(hù)器均可對(duì)充電器和用電器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，防止蓄電池過充電或過放電，使蓄電池實(shí)現(xiàn)均衡充電，降低蓄電池個(gè)體差異對(duì)蓄電池組壽命的影響，延長(zhǎng)蓄電池的壽命，提高蓄電池組的可靠性，并可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組中可能將要損壞的個(gè)體電池。本實(shí)用新型用于各種使用工況的蓄電池組可以簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)，降低設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。


圖1為本實(shí)用新的基本原理圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳述，但不限于附圖所示。
如圖1所示，本實(shí)用新型的蓄電池管理裝置由n支蓄電池和n支蓄電池保護(hù)器F及充電器與用電器組成，每支蓄電池保護(hù)器的正、負(fù)極P1和P2與其對(duì)應(yīng)的蓄電池的正負(fù)極相聯(lián)，再把這n支蓄電池串聯(lián)成為電池組，其中n支蓄電池保護(hù)器的輸出端P4、P5的同名端聯(lián)接在一起后聯(lián)接到充電器或用電器G的遠(yuǎn)控同名端P4、P5，蓄電池組的正、負(fù)極分別聯(lián)到充電器或用電器對(duì)應(yīng)的正負(fù)極。
如圖2所示，蓄電池保護(hù)器含有均衡電路A、基準(zhǔn)和采樣電路B及過充、放鑒別電路C、顯示及報(bào)警電路D。
其中，基準(zhǔn)和采樣電路B以所述保護(hù)器正、負(fù)母線P1、P2為其輸入線，基準(zhǔn)電路由恒流二極管D1和穩(wěn)壓管D2組成，基準(zhǔn)輸出從D1和D2之間引出分別接到集成運(yùn)放N1和N2的反相輸入端“-”及N3的同相輸入端“+”；采樣電路由電阻R2、R3、R4和R5串聯(lián)組成，從R2和R3之間取樣接到集成運(yùn)放N3反相輸入端“-”；從R3和R4之間取樣接到集成運(yùn)放N1同相端“+”；從R4和R5之間取樣接到集成運(yùn)放N2同相端，由N1和三極管Q1、電阻R1、R8組成的均衡電路A以所述保護(hù)器F正負(fù)母線P1和P2為其輸出線，N1輸出端經(jīng)R8與三極管Q1集電極聯(lián)接，電阻R1與三極管Q1集電極聯(lián)接，運(yùn)放N2和運(yùn)放N3分別組成的比較電路構(gòu)成過充、過放鑒別電路C，發(fā)光二極管D3、D4和電阻R6、R7組成顯示電路以及光電偶合器Q2構(gòu)成顯示及報(bào)警電路，顯示及報(bào)警電路D的輸出端P4和P5通過光電偶合器Q2與保護(hù)器的其他部分電隔離；顯示及報(bào)警電路D的輸出端P4和P5聯(lián)接到充電器或用電器對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)控輸入端P4和P5；集成運(yùn)放N2和N3輸出端分別聯(lián)接顯示電路的發(fā)光二極管D3與電阻R6及D4與R7組成的串聯(lián)支路，兩支路的電阻R7和R6與光電偶合器Q2和正端聯(lián)接，光電偶合器Q2的負(fù)輸入端接所述保護(hù)的負(fù)母線P2，所述保護(hù)器的正負(fù)母線P1和P2分別聯(lián)接相應(yīng)單支蓄電池的正、負(fù)極。
光電偶合器輸出端引出P4、P5作為保護(hù)器的過充、過放信號(hào)輸出端，可對(duì)充電器或用電器實(shí)施控制，因此端口與電池是電隔離的，所以多只保護(hù)器的此端口可以方便地進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)。本保護(hù)器還能通過發(fā)光二極管D3和D4發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)異常的蓄電池。
充電器或用電器電路中含有遠(yuǎn)方控制接口，能接受蓄電池保護(hù)器發(fā)出的遠(yuǎn)方制信號(hào)，以便調(diào)整其充電與用電參數(shù)或者顯示其遠(yuǎn)方控制信號(hào)。
圖2所示為本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例。與蓄電池E-對(duì)應(yīng)的蓄電池保護(hù)器F與各自的蓄電池并聯(lián)組成后再串聯(lián)，而各保護(hù)器的過充過放信號(hào)端則并聯(lián)后只引出一路信號(hào)到充電器或用電器G的遠(yuǎn)控輸入端，實(shí)施對(duì)充電或用電參數(shù)的調(diào)控。由圖中等量的蓄電池E和蓄電池保護(hù)器F組合成獨(dú)立單元N即構(gòu)成智能蓄電池模塊，此種組合特別適用于以蓄電池為主要?jiǎng)恿Φ脑O(shè)備上作動(dòng)力源。
權(quán)利要求1.一種蓄電池管理裝置，其特征在于由n支蓄電池和n支蓄電池保護(hù)器(F)及充電器與用電器組成，每支蓄電池保護(hù)器的母線正、負(fù)極(P1和P2)與其對(duì)應(yīng)的蓄電池的正負(fù)極相聯(lián)，再把這n支蓄電池串聯(lián)成為電池組，其中n支蓄電池保護(hù)器的輸出端(P4、P5)的同名端聯(lián)接在一起后聯(lián)接到充電器或用電器(G)的遠(yuǎn)控同名端(P4、P5)，蓄電池組的正、負(fù)極分別聯(lián)到充電器或用電器對(duì)應(yīng)的正負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池管理裝置，其特征在于蓄電池保護(hù)器含有均衡電路(A)、基準(zhǔn)和采樣電路(B)及過充、放鑒別電路(C)、顯示及報(bào)警電路(D)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池管理裝置，其特征在于基準(zhǔn)和采樣電路(B)以所述保護(hù)器正、負(fù)母線(P1、P2)為其輸入線，基準(zhǔn)電路由恒流二極管D1和穩(wěn)壓管D2組成，基準(zhǔn)輸出D1和D2之間引出分別接到過充、過放鑒別電路(C)的集成運(yùn)放N2的反相輸入端“-”及N3的同相輸入端“+”和均衡電路(A)的集成運(yùn)放N1的反向輸入端“-”；采樣電路由電阻R2、R3、R4和R5串聯(lián)組成，從R2和R3之間取樣接到過充、過放集成運(yùn)放N3反相輸入端‘-”；從R3和R4之間取樣接到集成運(yùn)放N1同相端“+”；從R4和R5之間取樣接到過充、過放鑒別電路集成運(yùn)放N2同相端“+”。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池管理裝置，其特征在于由N1和三極管Q1、電阻R1、R8組成的均衡電路(A)以所述保護(hù)器正負(fù)母線(P1和P2)為其輸出線，N1輸出端經(jīng)電阻R8與三極管Q1集電極聯(lián)接，電阻R1與三極管Q1集電極聯(lián)接，
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池管理裝置，其特征在于運(yùn)放N2和運(yùn)放N3分別組成的比較電路構(gòu)成過充、過放鑒別電路(C)，運(yùn)放N3和N2輸出端分別接顯示及報(bào)警電路的發(fā)光二極管D4、D3正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池管理裝置，其特征在于發(fā)光二極管D3和D4及電阻R6、R7、光電偶合器Q2構(gòu)成顯示及報(bào)警電路(D)，光電偶合器Q2的輸出端即為蓄電池保護(hù)器的輸出端(P4和P5)，輸出端(P4、P5)通過光電偶合器Q2與保護(hù)器的其他部分電隔離；發(fā)光二極管D3與電阻R6及D4與電阻R7組成的串聯(lián)支路，兩支路的電阻R7和R6與光電偶合器Q2和正端聯(lián)接，光電偶合器Q2的負(fù)輸入端接所述保護(hù)的負(fù)母線(P2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池裝置，其特征在于充電器、用電器電路中含有遠(yuǎn)方控制接口。
專利摘要本實(shí)用新型是一種蓄電池管理裝置。其特征在于由n支蓄電池和n支蓄電池保護(hù)器(F)及充電器與用電器組成,每支蓄電池保護(hù)器的母線正、負(fù)極(P1和P2)與其對(duì)應(yīng)的蓄電池的正負(fù)極相聯(lián),再把這n支蓄電池串聯(lián)成為電池組,其中n支蓄電池保護(hù)器的輸出端(P4、P5)的同名端聯(lián)接在一起后聯(lián)接到充電器或用電器(G)的遠(yuǎn)控同名端(P4、P5),蓄電池組的正、負(fù)極分別聯(lián)到充電器或用電器對(duì)應(yīng)的正負(fù)極。它可防止蓄電池過充電或過放電,使蓄電池實(shí)現(xiàn)均衡充電,降低蓄電池個(gè)體差異對(duì)蓄電池組壽命的影響,延長(zhǎng)蓄電池的壽命,提高蓄電池組的可靠性。
文檔編號(hào)H01M10/42GK2442397SQ0024444
公開日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2000年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月12日
發(fā)明者廖增寧, 王少全, 張建兵 申請(qǐng)人:廖增寧, 王少全