專利名稱：蓄電池供電的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及直流供電的保護(hù)裝置，更具體而言，涉及蓄電池供電的保護(hù)裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
蓄電池在汽車、摩托車等機(jī)動車上廣泛使用著。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)保意識提高，摩托車、電動自行車也越來越普及，對蓄電池的使用、維護(hù)提出了更高的要求。
通常，蓄電池以由蓄電池單元按串聯(lián)所構(gòu)成的蓄電池組的形式使用。蓄電池組的電壓為串聯(lián)蓄電池的總壓。例如普通的蓄電池單元電壓為12伏特，蓄電池組的電壓為24、36、48伏特等。
但是，串聯(lián)蓄電池組工作供電時，會產(chǎn)生各蓄電池單元電壓的不一致性。通過大量的觀察和實驗，發(fā)現(xiàn)蓄電池組中經(jīng)常會有一個容量較小的蓄電池單元提前放完電，使蓄電池組的總電壓下降，提前放完電的蓄電池單元如繼續(xù)工作，將處于過放電狀態(tài)，影響其壽命和蓄電池組的效率。
當(dāng)蓄電池組的總電壓下降到設(shè)定值時，此時，設(shè)備的控制器會被啟動。
例如對于48伏特的蓄電池組，當(dāng)總電壓降為42伏特時，設(shè)備的控制器被啟動。但其中可能已經(jīng)有某個蓄電池單元處于過放電狀態(tài)了，在下次充電時，過放電的蓄電池單元兩端電壓會增高；這種情況會循環(huán)、累積。當(dāng)過放電的蓄電池單元兩端電壓增高到一定程度(例如14.5伏特以上)，會造成該蓄電池單元失水，導(dǎo)致其電容量降低，影響其壽命和蓄電池組的效率。
蓄電池組的充、放電狀態(tài)可用測定蓄電池組的電壓、電解液比重或電池累計容量變化等方法，但實際使用時，特別是頻繁使用時這種測定方法很不方便。所以，一般以實際充、放電的時間作為是否需要對蓄電池進(jìn)行充電的依據(jù)。但這種方法很難使蓄電池處于最佳工作狀態(tài)，會造成蓄電池過量充電、或者充電不足、或者過量放電。充電時如果一個蓄電池單元比其它單元更早達(dá)到最大值電壓，會使蓄電池組總電壓范圍變窄，或者降低其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前這種蓄電池供電系統(tǒng)存在的上述缺陷，本實用新型提供了一種新的蓄電池供電的保護(hù)裝置，不僅可以避免蓄電池組中某個蓄電池單元的過放電，還可以提供蓄電池的平衡充電和防止蓄電池的過充電。
本實用新型提供的蓄電池供電的保護(hù)裝置，包括以下各組成部分一個充電裝置，可以同時對各個蓄電池單元進(jìn)行充電；一套充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)，可以轉(zhuǎn)換蓄電池的充、放電狀態(tài)；一套蓄電池輸出控制裝置，屬于控制器的一部分，可以自動使蓄電池組的輸出電流減小，提示使用者，同時也保護(hù)了蓄電池組。
根據(jù)需要，本實用新型提供的蓄電池供電的保護(hù)裝置還可以設(shè)有一個電壓檢測裝置和一套電壓檢測同步開關(guān)。
電壓檢測裝置可以在蓄電池供電時測量各個蓄電池單元的電壓；電壓檢測同步開關(guān)，可以選擇測量某個蓄電池單元的電壓。
這里的充電裝置，可以是抽頭式雙12伏充電器，也可以使用其他的24、48伏充電器，但需要另行設(shè)計充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)的接線。
這里的充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)，為多刀二擲式同步開關(guān)，根據(jù)蓄電池單元數(shù)目的不同而確定同步開關(guān)的型號，刀的數(shù)目等于蓄電池單元數(shù)目減去1。例如，對于4蓄電池單元組成的蓄電池組，充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)為三刀二擲式，可以在4蓄電池單元串聯(lián)的供電方式和兩組蓄電池并聯(lián)(其中每組為2蓄電池單元串聯(lián))的充電方式之間進(jìn)行切換。
這里的充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)還可以與汽車、摩托車、電動自行車等的啟動開關(guān)相互配合，同步切換當(dāng)汽車、摩托車、電動自行車啟動時，使蓄電池組處于放電狀態(tài)；當(dāng)汽車、摩托車、電動自行車停止時，使蓄電池組處于充電狀態(tài)。
當(dāng)充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)切換到充電狀態(tài)時，并聯(lián)的蓄電池單元之間會有高電壓蓄電池單元向低電壓蓄電池單元充電的現(xiàn)象，這在一定程度上大大減輕了各蓄電池單元之間電壓不一致的情況。
這里的控制器的蓄電池輸出控制裝置，可以根據(jù)測量到的蓄電池單元的電壓是否低于設(shè)定值，自動使蓄電池組的輸出電流減小，并提示使用者。
例如，控制器接收測量到的蓄電池單元的電壓，判斷是否低于設(shè)定值；低于設(shè)定值的，減小蓄電池組的輸出電流，并提示使用者；不低于設(shè)定值，正常工作；控制器回到第一步驟循環(huán)，繼續(xù)接收測量到的蓄電池單元的電壓。
根據(jù)需要而設(shè)有的電壓檢測裝置，由電壓表構(gòu)成，采用數(shù)字式的電壓表較好?？梢燥@示蓄電池單元的電壓；也可以增加聲、光警報裝置，在蓄電池單元的電壓低于設(shè)定值時發(fā)出警報。
根據(jù)需要而設(shè)有的電壓檢測同步開關(guān)，為二刀多擲式同步開關(guān)，根據(jù)蓄電池單元數(shù)目的不同而確定同步開關(guān)的型號，多擲的數(shù)目等于蓄電池單元的數(shù)目。例如，對于4蓄電池單元組成的蓄電池組，電壓檢測同步開關(guān)為二刀四擲式，可以分別連接各個蓄電池單元，測量其電壓。
測得的電壓值在電壓表上顯示，并傳送到控制器的蓄電池輸出控制裝置。
本實用新型提供的這種蓄電池供電的保護(hù)裝置，初次使用時，可以先依次、多次測量各個蓄電池單元的電壓，選擇其中電壓較低的一個蓄電池單元作為取樣單元，在電壓表上顯示其電壓。
經(jīng)過約十次的取樣單元選擇，可以選定取樣單元，一般在3-6個月內(nèi)可以長期使用這個取樣單元。
本實用新型的蓄電池供電的保護(hù)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，另部件少，成本低，使用安全。由于以電壓較低的一個蓄電池單元為取樣單元，可以有效保護(hù)蓄電池免于過放電情況的出現(xiàn)；同時，采用抽頭式雙1 2伏充電器進(jìn)行充電，可以實現(xiàn)同時對各個蓄電池單元進(jìn)行充電，也防止了蓄電池的過充電。經(jīng)過簡單的變動，本實用新型的蓄電池供電的保護(hù)裝置還可以應(yīng)用到由其他不同數(shù)目的蓄電池單元組成的蓄電池組，例如，由6個蓄電池單元組成的蓄電池組等。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但并非限制本實用新型的應(yīng)用范圍。


圖1是4個蓄電池單元組成的蓄電池組及其充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)的電路圖；圖2是4個蓄電池單元組成的蓄電池組的電壓檢測同步開關(guān)的電路圖。
圖3是蓄電池輸出控制裝置的原理圖控制器接收測量到的蓄電池單元的電壓，判斷是否低于設(shè)定值；低于設(shè)定值的，減小蓄電池組的輸出電流，并提示使用者；不低于設(shè)定值，正常工作；控制器回到第一步驟循環(huán)，繼續(xù)接收測量到的蓄電池單元的電壓。
圖1中，E1、E2、E3、E4分別為蓄電池單元，K1、K2、K3分別為三刀二擲式的充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)的三個刀。
蓄電池單元E1的正極(A點)與控制器的正極連接。
蓄電池充電時，蓄電池單元E1、E2為串聯(lián)，蓄電池單元E3、E4為串聯(lián)；它們之間為并聯(lián)；K1與蓄電池單元E1的正極(A點)、E3的正極、以及抽頭式雙12伏充電器的正極連接；K2與蓄電池單元E1的負(fù)極和蓄電池單元E2的正極(B點)連接，K2同時也與蓄電池單元E3的負(fù)極和蓄電池單元E4的正極(D點)、以及抽頭式雙12伏充電器的中點連接；K3與蓄電池單元E2的負(fù)極(C點)和蓄電池單元E4的負(fù)極(G點)、以及抽頭式雙12伏充電器的負(fù)極連接。
蓄電池供電時，K1與蓄電池單元E1的正極(A點)斷開，連接到蓄電池單元E2的負(fù)極(C點)；K2與電路斷開；K3與蓄電池單元E2的負(fù)極(C點)斷開，連接到控制器的負(fù)極。
蓄電池單元E1、E2、E3、E4變?yōu)榇?lián)。
圖2中，電壓檢測同步開關(guān)為二刀四擲式，KM1、KM2為開關(guān)的二個刀，可以依次分別與G點和D點、D點和C點、C點和B點、B點和A點連接，分別測量出蓄電池單元E4、E3、E2、E1的電壓。
測得的電壓值并傳送到控制器的蓄電池輸出控制裝置。
具體實施方式
實施例1、蓄電池供電的保護(hù)裝置，包括以下各組成部分；一個充電裝置，可以同時對各個蓄電池單元進(jìn)行充電；一套充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)，可以轉(zhuǎn)換蓄電池的充、放電狀態(tài)；一套蓄電池輸出控制裝置，屬于控制器的一部分，可以自動使蓄電池組的輸出電流減小，提示使用者，同時也保護(hù)了蓄電池組。
這里的充電裝置，是抽頭式雙12伏充電器。
這里的充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)，為多刀二擲式同步開關(guān)，根據(jù)蓄電池單元數(shù)目的不同而確定同步開關(guān)的型號，刀的數(shù)目等于電池單元數(shù)目減去1。對于4蓄電池單元組成的蓄電池組，充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)為三刀二擲式，可以在4蓄電池單元串聯(lián)的供電方式和兩組蓄電池并聯(lián)(其中每組為2蓄電池單元串聯(lián))的充電方式之間進(jìn)行切換。
當(dāng)充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)切換到充電狀態(tài)時，并聯(lián)的蓄電池單元之間會有高電壓蓄電池單元向低電壓蓄電池單元充電的現(xiàn)象，這在一定程度上大大減輕了各蓄電池單元之間電壓不一致的情況。
這里的控制器的蓄電池輸出控制裝置，接收測量到的蓄電池單元的電壓，判斷是否低于設(shè)定值；低于設(shè)定值的，減小蓄電池組的輸出電流，并提示使用者；不低于設(shè)定值，正常工作；控制器回到第一步驟循環(huán)，繼續(xù)接收測量到的蓄電池單元的電壓。
實施例2、如實施例1的蓄電池供電的保護(hù)裝置，但還設(shè)有一個電壓檢測裝置和一套電壓檢測同步開關(guān)。
電壓檢測裝置可以在蓄電池供電時測量各個蓄電池單元的電壓；電壓檢測同步開關(guān)，可以選擇測量某個蓄電池單元的電壓。
這里的電壓檢測裝置，由電壓表構(gòu)成，采用數(shù)字式的電壓表較好。可以顯示蓄電池單元的電壓；也可以增加聲、光警報裝置，在蓄電池單元的電壓低于設(shè)定值時發(fā)出警報。
這里的電壓檢測同步開關(guān)，為二刀多擲式同步開關(guān)，根據(jù)蓄電池單元數(shù)目的不同而確定同步開關(guān)的型號，多擲的數(shù)目等于蓄電池單元的數(shù)目。例如，對于4蓄電池單元組成的蓄電池組，電壓檢測同步開關(guān)為二刀四擲式，可以分別連接各個蓄電池單元，測量其電壓。
測得的電壓值在電壓表上顯示，并傳送到控制器的蓄電池輸出控制裝置。
初次使用時，先依次、多次測量各個蓄電池單元的電壓，選擇其中電壓較低的一個蓄電池單元作為取樣單元，在電壓表上顯示其電壓。
實施例3、如實施例2的蓄電池供電的保護(hù)裝置，但蓄電池組由E1、E2、E3、E4四蓄電池單元組成；充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)為三刀二擲式，K1、K2、K3分別為開關(guān)的三個刀；蓄電池單元E1的正極(A點)與控制器的正極連接。
蓄電池充電時，蓄電池單元E1、E2為串聯(lián)，蓄電池單元E3、E4為串聯(lián)；它們之間為并聯(lián)；K1與蓄電池單元E1的正極(A點)、E3的正極、以及抽頭式雙12伏充電器的正極連接；K2與蓄電池單元E1的負(fù)極和蓄電池單元E2的正極(B點)連接，K2同時也與蓄電池單元E3的負(fù)極和蓄電池單元E4的正極(D點)、以及抽頭式雙12伏充電器的中點連接；K3與蓄電池單元E2的負(fù)極(C點)和蓄電池單元E4的負(fù)極(G點)、以及抽頭式雙12伏充電器的負(fù)極連接。
蓄電池供電時，K1與蓄電池單元E1的正極(A點)斷開，連接到蓄電池單元E2的負(fù)極(C點)；K2與電路斷開；K3與蓄電池單元E2的負(fù)極(C點)斷開，連接到控制器的負(fù)極。
蓄電池單元E1，E2、E3、E4變?yōu)榇?lián)。
電壓檢測同步開關(guān)為二刀四擲式，KM1、KM2為開關(guān)的二個刀，可以依次分別與G點和D點、D點和C點、C點和B點、B點和A點連接，分別測量出蓄電池單元E4、E3、E2、E1的電壓。
實施例4、如實施例1、2、3的蓄電池供電的保護(hù)裝置，但所述的充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)還與汽車、摩托車、電動自行車等的啟動開關(guān)相互配合，同步切換當(dāng)汽車、摩托車、電動自行車啟動時，使蓄電池組處于放電狀態(tài)；當(dāng)汽車、摩托車、電動自行車停止時，使蓄電池組處于充電狀態(tài)。
實施例5、如實施例2、3、4的蓄電池供電的保護(hù)裝置，但所述的電壓檢測裝置，設(shè)有聲、光警報裝置，在蓄電池單元的電壓低于設(shè)定值時發(fā)出警報。
權(quán)利要求1.蓄電池供電的保護(hù)裝置，包括充電裝置，充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)，和蓄電池輸出控制裝置；其特征在于這里的充電裝置，是抽頭式雙12伏充電器；這里的充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)，為多刀二擲式同步開關(guān)，刀的數(shù)目等于蓄電池單元數(shù)目減去1；這里的蓄電池輸出控制裝置屬于控制器的一部分，接收測量到的蓄電池單元的電壓，當(dāng)該電壓低于設(shè)定值，減小蓄電池組的輸出電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池供電的保護(hù)裝置，其特征在于還設(shè)有電壓檢測裝置和電壓檢測同步開關(guān)；這里的電壓檢測裝置，由電壓表構(gòu)成，采用數(shù)字式的電壓表較好；這里的電壓檢測同步開關(guān)，為二刀多擲式同步開關(guān)，多擲的數(shù)目等于蓄電池單元的數(shù)目；測得的電壓值在電壓表上顯示，并傳送到控制器的蓄電池輸出控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池供電的保護(hù)裝置，其特征在于蓄電池組由4蓄電池單元組成，充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)為三刀二擲式，K1、K2、K3分別為開關(guān)的三個刀；蓄電池單元E1的正極與控制器的正極連接；蓄電池充電時，K1與蓄電池單元E1的正極、E3的正極、以及抽頭式雙12伏充電器的正極連接；K2與蓄電池單元E1的負(fù)極和蓄電池單元E2的正極連接，K2同時也與蓄電池單元E3的負(fù)極和蓄電池單元E4的正極、以及抽頭式雙12伏充電器的中點連接；K3與蓄電池單元E2的負(fù)極和蓄電池單元E4的負(fù)極、以及抽頭式雙12伏充電器的負(fù)極連接；蓄電池供電時，K1與蓄電池單元E1的正極斷開，連接到蓄電池單元E2的負(fù)極；K2與電路斷開；K3與蓄電池單元E2的負(fù)極斷開，連接到控制器的負(fù)極；電壓檢測同步開關(guān)為二刀四擲式，KM1、KM2為開關(guān)的二個刀，可以依次分別與G點和D點、D點和C點、C點和B點、B點和A點連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的蓄電池供電的保護(hù)裝置，其特征在于所述的充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)與汽車、摩托車、電動自行車的啟動開關(guān)相互配合，同步切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的蓄電池供電的保護(hù)裝置，其特征在于所述的電壓檢測裝置，設(shè)有聲、光警報裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電池供電的保護(hù)裝置，其特征在于所述的電壓檢測裝置，設(shè)有聲、光警報裝置。
專利摘要蓄電池供電的保護(hù)裝置，包括電壓檢測裝置，充電裝置，充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)，電壓檢測同步開關(guān)和蓄電池輸出控制裝置。充電裝置是抽頭式雙12伏充電器；充、放電轉(zhuǎn)換同步開關(guān)為多刀二擲式同步開關(guān)；電壓檢測同步開關(guān)，為二刀多擲式同步開關(guān)。測得的電壓值在電壓表上顯示，并傳送到蓄電池輸出控制裝置。本實用新型的蓄電池供電的保護(hù)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，成本低，使用安全。可以防止蓄電池的過放電、過充電。
文檔編號H02J7/00GK2702507SQ200320108998
公開日2005年5月25日 申請日期2003年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者袁正彪 申請人:袁正彪