專利名稱：電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置，屬電子控制技術(shù)，特別涉及過充放電自動(dòng)保護(hù)裝置。
鋰離子電池具有體積小、重量輕和工作時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)，許多便攜式電子裝置及通信設(shè)備都改用鋰離子充電電池作為電源。但是鋰離子電池也有其缺點(diǎn)，若用戶使用不當(dāng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)過充電狀態(tài)，致使電池溫度上升，電池內(nèi)電解液分解產(chǎn)生大量氣體會(huì)導(dǎo)致起火或者爆炸；而過放電過程中又會(huì)導(dǎo)致鋰電池特性惡化而損壞或使用壽命縮短。
本實(shí)用新型的目的就是為了防止電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電或過放電現(xiàn)象而導(dǎo)致發(fā)生事故或?qū)е落囯x子電池組特性惡化而損壞，研究設(shè)計(jì)一種能自動(dòng)控制其充電上限電壓和放電下限電壓、確保電動(dòng)汽車用鋰離子電池組具有優(yōu)良特性性能及充放電性能的電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖如

圖1所示，其電路方框圖如圖2所示，其電路原理圖如圖3所示。它由充電放電轉(zhuǎn)換開關(guān)1、面板2、機(jī)殼3、散熱蓋板4、三組電源線5、電壓表6、電路板共同安裝連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為充電放電轉(zhuǎn)換開關(guān)1裝置于面板2右側(cè)并與電路板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，電壓表6裝置于面板2的左側(cè)并與電路板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，面板2固接于機(jī)殼3的機(jī)架上，散熱蓋板4作為機(jī)殼的頂蓋板及后蓋板而裝置于機(jī)殼3的機(jī)架上，三相電源線5穿過機(jī)殼的后蓋板上的孔洞與電路板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，電路板裝置固接于機(jī)殼3內(nèi)；其電路由包括多個(gè)完全相同的單元電路串聯(lián)連接后，再由多路串聯(lián)連接后完全相同的電路支路相并聯(lián)連接構(gòu)成，其中每一路相同的單元電路均由采樣電路、光電耦合電路、開關(guān)電路、充放電電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為采樣電路分別通過電源線、采樣信號(hào)輸出線、充放電電信號(hào)線分別與市電電源、光電耦合電路、充放電電路相電氣連接，開關(guān)電路分別通過光電耦合信號(hào)輸出線、開關(guān)信號(hào)輸出線分別與光電耦合電路、充放電電路相電氣連接。其中采樣電路由齊納二極管D1、D2共同電氣連接構(gòu)成；光電耦合電路由GB1光電耦合器件電氣連接構(gòu)成；開關(guān)電路由繼電器J1電氣連接構(gòu)成；充放電電路由電阻R1、鋰電池E1共同電氣連接構(gòu)成。
本過充放電保護(hù)裝置的工作作用原理如下鋰離子電池組電動(dòng)汽車是高電壓、大電流、大功率的負(fù)載設(shè)備，所以鋰離子電池組要用較多單元電池串并聯(lián)連接而成，電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置能使鋰電池組充電時(shí)，當(dāng)電池達(dá)到4.2伏時(shí)，采樣電路的齊納二極管D1導(dǎo)通，導(dǎo)致BG1也導(dǎo)通，并控制充放電電路的繼電器J1動(dòng)作，接通R1支路，并使鋰電池E1充電截止，其它鋰電池還繼續(xù)充電，直至所有電池充滿到滿電壓4.2V為止；放電時(shí)，采樣電路的齊納二極管D2采樣到3伏電壓時(shí)，光電耦合電路再向負(fù)載放電，這樣就實(shí)現(xiàn)了鋰電池組過充放電的自動(dòng)保護(hù)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)本裝置能防止電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電，避免發(fā)生事故和避免導(dǎo)致鋰離子電池組特性惡化而損壞；(2)本裝置能自動(dòng)保護(hù)鋰離子電池組不致過充放電，確保電動(dòng)汽車鋰離子電池組具有優(yōu)良特性性能及充放電性能；(3)本裝置結(jié)構(gòu)及電路均較簡單，設(shè)計(jì)巧妙、元器件少、成本較低，安全可靠。
下面對(duì)說明書附圖進(jìn)一步說明如下圖1是電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是其電路方框圖，圖3是其包括60路單元電路(本實(shí)施例為每10路相同的單元電路相串聯(lián)連接后，再由6路串接后的支路相并聯(lián)連接)的電路原理圖。圖中1為充電放電轉(zhuǎn)換開關(guān)，2為面板，3為機(jī)殼，4為散熱蓋板，5為三相電源線，6為電壓表，A為充電導(dǎo)線，B為放電導(dǎo)線，O為地線。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式可為如下(1)按圖1所示，設(shè)計(jì)、加工制造或選購各部件，其中充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)1可用普通開關(guān)，面板2、機(jī)殼3和散熱蓋板4可用鋁合金板材，用通用機(jī)械加工方法加工而成；電壓表6可選用數(shù)字型直流電壓表；(2)按圖3所示繪制電路板，然后篩選元器件進(jìn)行安裝和簡單調(diào)試。其中D1、D3、D5……D119可選用RD4.2E齊納二極管；D2、D4、D6……D120可選用RD3.0E齊納二極管；BG1～BG60可選用3DU型光電耦合器件；繼電器J1～J60可選用9V繼電器；(3)按圖1所示，并按上面說明書所述的相互位置及連接關(guān)系，把加工和選購好的各部件進(jìn)行連接安裝，把電路板固裝于機(jī)箱內(nèi)，并把面板2上的轉(zhuǎn)換開關(guān)1、電壓表6分別與電路板上的相應(yīng)點(diǎn)相連接，便能較好地實(shí)施本實(shí)用新型。發(fā)明人經(jīng)過多年的研制，已制出本裝置樣機(jī)并用于電動(dòng)汽車的鋰離子電池組的充放電中試用，效果很好，能自動(dòng)保護(hù)鋰離子電池組不致過充電、過放電，安全可靠。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置，其特征在于它由充電放電轉(zhuǎn)換開關(guān)(1)、面板(2)、機(jī)殼(3)、散熱蓋板(4)、三組電源線(5)、電壓表(6)、電路板共同安裝連接構(gòu)成，其相位位置及連接關(guān)系為充電放電轉(zhuǎn)換開關(guān)(1)裝置于面板(2)右側(cè)并與電路板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，電壓表(6)裝置于面板(2)的左側(cè)并與電路板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，面板(2)固接于機(jī)殼(3)的機(jī)架上，散熱蓋板(4)作為機(jī)殼的頂蓋板及后蓋板而裝置于機(jī)殼(3)的機(jī)架上，三組電源線(5)穿過機(jī)殼的后蓋板上的孔洞與電路板相應(yīng)點(diǎn)相電氣連接，電路板裝置固接于機(jī)殼(3)內(nèi)；其電路由包括多個(gè)完全相同的單元電路串聯(lián)連接后，再由多路串聯(lián)連接后完全相同的電路支路相并聯(lián)連接構(gòu)成，其中每一路相同的單元電路均由采樣電路、光電耦合電路、開關(guān)電路、充放電電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為采樣電路分別通過電源線、采樣信號(hào)輸出線、充放電電信號(hào)線分別與供電電源、光電耦合電路、充放電電路相電氣連接，開關(guān)電路分別通過光電耦合信號(hào)輸出線、開關(guān)信號(hào)輸出線分別與光電耦合電路、充放電電路相電氣連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置，其特征在于所述的采樣電路由齊納二極管D1、D2共同電氣連接構(gòu)成；光電耦合電路由GB1光電耦合器件電氣連接構(gòu)成；開關(guān)電路由繼電器J1相電氣連接構(gòu)成；充放電電路由電阻R1、鋰電池E1共同電氣連接構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型是由電動(dòng)汽車鋰離子電池組過充電過放電保護(hù)裝置。它由轉(zhuǎn)換開關(guān)、面板、機(jī)殼、散熱蓋板、電源線、電壓表、電路板共同安裝連接構(gòu)成,其位置關(guān)系為:電壓表、開關(guān)分別裝于面板左、右側(cè)并分別與電路板相應(yīng)點(diǎn)連接,散熱蓋板作為頂蓋及后蓋裝于機(jī)殼架上,電路板裝于機(jī)殼內(nèi)。其電路由多路相同的單元電路串接后,再由多路串接支路并接構(gòu)成,單元電路由采樣電路、光電耦合電路、開關(guān)電路、充放電電路通過各自信號(hào)線連接構(gòu)成。本裝置能防止鋰離子電池組過充放電,避免發(fā)生事故和損壞鋰電池,確保鋰電池優(yōu)良特性性能。本裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安全可靠。
文檔編號(hào)H02H7/18GK2405363SQ0022704
公開日2000年11月8日 申請(qǐng)日期2000年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月6日
發(fā)明者謝文運(yùn), 蔡漢添, 周震濤 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)