一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池，包括電池過充電保護(hù)電路和電池本體，所述電池過充電保護(hù)電路與電池本體相連接，并一起設(shè)置在電池外殼內(nèi)，所述外殼還設(shè)置用于與充電器相連接的充電接口和用于與負(fù)載相連接的輸出接口，所述充電接口與電池過充電保護(hù)電路相連接，所述輸出接口與電池本體相連接。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在鉛酸電池中內(nèi)置過充電保護(hù)電路，可以根據(jù)鉛酸電池參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)參數(shù)，可以根據(jù)充電輸入?yún)?shù)精確確定所需的充電時間，并通過定時控制鉛酸電池充電的通斷，從而達(dá)到防止鉛酸電池過充電的目的。
【專利說明】—種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉛酸電池，具體涉及一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，采用鉛酸電池作為動力電源的產(chǎn)品逐漸增多，但在這類產(chǎn)品中，電池往往都是最容易損壞的部件，嚴(yán)重影響用戶使用。鉛酸電池使用壽命短，其中一個重要原因就是鉛酸電池在充電過程中長期處于過充電狀態(tài)，而主要壞的原因是充電器參數(shù)不匹配，導(dǎo)致鉛酸電池硫化和析氣，進(jìn)而造成鉛酸電池容量急劇下降。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，鉛酸鉛酸電池一般都沒有專門的充電保護(hù)電路，有些廠家的充電器具有類似充電保護(hù)功能。但現(xiàn)有充電器市場混亂，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，而鉛酸電池基本上由幾個大廠壟斷(超威、天能等廠家)，長期使用低質(zhì)的充電器進(jìn)行充電，會對鉛酸電池造成損傷；而充電器中需要使用功率器件，其使用壽命比鉛酸電池和充電保護(hù)電路要短很多，將充電保護(hù)電路集成在充電器中，在充電器報廢后，充電保護(hù)電路也隨之報廢，造成了資源的浪費(fèi)；同時，如果將充電保護(hù)電路與鉛酸電池集成一體，可以根據(jù)電池具體參數(shù)在出廠時修正電池保護(hù)參數(shù)，從而更合理地保護(hù)電池。
[0004]很多充電器對鉛酸電池都采用三段式充電方式，即通過檢測電池電壓來控制充電過程，一般先后經(jīng)歷“恒流充電”、“恒壓充電”、“涓流充電”等充電狀態(tài)。采用這種方式，對性能良好沒有損傷的鉛酸電池，其充電過程接近最優(yōu)充電曲線，可以很好起到充電保護(hù)作用。但鉛酸電池在使用過程中會不斷老化，使其內(nèi)阻增大，甚至?xí)斐梢徊糠帚U酸電池?fù)p傷。一旦出現(xiàn)這些情況，充電過程可能無法順利走完理想充電流程。比如，由于鉛酸電池部分損傷，即便其已經(jīng)充滿(由于鉛酸電池?fù)p傷無法達(dá)到理想狀態(tài))，通過檢測鉛酸電池電壓、電流將無法達(dá)到“恒壓充電”或涓流充電狀態(tài)的條件，就會長期處于“恒流充電”或“恒壓充電”狀態(tài)，使鉛酸電池長期處于大電流過充狀態(tài)，反而造成惡性循環(huán)，加速鉛酸電池報廢。
[0005]故，針對目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，進(jìn)一步延長鉛酸電池使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池，能根據(jù)自身電池開路電壓值確定充滿所需的充電時間，準(zhǔn)確控制充電時長，有效防止過充電。
[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池，包括電池過充電保護(hù)電路和電池本體,所述電池過充電保護(hù)電路與電池本體相連接，并一起設(shè)置在電池外殼內(nèi)，所述外殼還設(shè)置用于與充電器相連接的充電接口和用于與負(fù)載相連接的輸出接口，所述充電接口與電池過充電保護(hù)電路相連接，所述輸出接口與電池本體相連接。
[0009]優(yōu)選地，所述電池過充電保護(hù)電路包括充電檢測模塊、控制模塊、電池電壓檢測模塊、開關(guān)模塊、定時模塊以及存儲模塊，其中，
[0010]所述充電檢測模塊用于檢測外部充電器輸入的充電電流和電壓；
[0011]所述電池電壓檢測模塊用于檢測電池電壓值；
[0012]所述開關(guān)模塊與充電器和電池本體相連接，其導(dǎo)通或者斷開受控于所述控制模塊；
[0013]所述定時模塊用于定時電池充電時間；
[0014]所述存儲模塊用于存儲電池參數(shù)信息；
[0015]所述控制模塊與所述充電檢測模塊、電池電壓檢測模塊、開關(guān)模塊、定時模塊和存儲模塊相連接，根據(jù)所述充電檢測模塊發(fā)送的信號啟動定時模塊開始定時，并根據(jù)定時模塊的信號控制開關(guān)模塊的導(dǎo)通或者斷開；
[0016]所述定時模塊設(shè)置的定時時間由所述控制模塊根據(jù)電池電壓值從存儲模塊中獲取。
[0017]優(yōu)選地，所述控制模塊為單片機(jī)。
[0018]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊為繼電器或者半導(dǎo)體開關(guān)管。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:在鉛酸電池中內(nèi)置過充電保護(hù)電路，可以根據(jù)鉛酸電池參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的過充電保護(hù)參數(shù)，可以根據(jù)充電輸入?yún)?shù)精確確定所需的充電時間，并通過定時控制鉛酸電池充電的通斷，從而達(dá)到防止鉛酸電池過充電的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池的原理框圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實施例一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池中過充電保護(hù)電路(I)的原理框圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施例一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池的控制流程框圖?！揪唧w實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0025]參見圖1，所示為本發(fā)明實施例內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池的原理框圖，包括鉛酸電池過充電保護(hù)電路I和鉛酸電池本體2，鉛酸電池過充電保護(hù)電路I與鉛酸電池本體2相連接，并一起設(shè)置在鉛酸電池外殼內(nèi)，外殼還設(shè)置用于與充電器相連接的充電接口 3和用于與負(fù)載相連接的輸出接口 4，充電接口 3與鉛酸電池過充電保護(hù)電路I相連接，輸出接口 4與鉛酸電池本體2相連接。
[0026]在鉛酸電池過充電保護(hù)電路I中預(yù)先存儲鉛酸電池參數(shù)，并根據(jù)鉛酸電池剩余容量精確控制對電池的充電時間。由于鉛酸電池中內(nèi)置了保護(hù)電路，從而更有效的保護(hù)鉛酸電池，延遲其使用壽命。
[0027]參見圖2，所示為本發(fā)明實施例鉛酸電池過充電保護(hù)電路I的原理框圖，包括充電檢測模塊101、控制模塊102、電池電壓檢測模塊103、開關(guān)模塊104、定時模塊105以及存儲模塊106，其中，
[0028]充電檢測模塊101與外部充電器相連接，用于檢測輸入的充電電流和電壓；
[0029]電池電壓檢測模塊103與電池兩端相連接，用于檢測電池電壓值；
[0030]開關(guān)模塊104與充電器和電池本體相連接，其導(dǎo)通或者斷開受控于控制模塊102 ；
[0031]定時模塊105用于定時電池充電時間；
[0032]存儲模塊106用于存儲電池參數(shù)信息；
[0033]控制模塊102與充電檢測模塊101、電池電壓檢測模塊103、開關(guān)模塊104、定時模塊105和存儲模塊106相連接，根據(jù)充電檢測模塊101發(fā)送的信號啟動定時模塊105開始定時，并根據(jù)定時模塊105的信號控制開關(guān)模塊104的導(dǎo)通或者斷開；
[0034]定時模塊105的設(shè)置的定時時間由控制模塊102根據(jù)鉛酸電池電壓值從存儲模塊106中獲取。
[0035]鉛酸電池的開路電壓值與鉛酸電池的剩余容量成一定比例關(guān)系，目前在大多數(shù)應(yīng)用場合，都是通過檢測鉛酸電池開路電壓值來估計鉛酸電池當(dāng)前電量，本發(fā)明實施例也是采用該方式，通過電池電壓檢測模塊103檢測鉛酸電池電壓值，估計出該鉛酸電池的剩余電量，進(jìn)而得出標(biāo)準(zhǔn)充電電流下所需的充電時間。鉛酸電池參數(shù)信息預(yù)先存儲在存儲模塊106中，比如鉛酸電池總?cè)萘?、開路電壓值與鉛酸電池剩余容量的對應(yīng)表等。
[0036]為了進(jìn)一步精確充電時間，還可以根據(jù)實際充電輸入(電壓和電流參數(shù))結(jié)合鉛酸電池參數(shù)計算出所需的充電時間；如果實際充電輸入超出電池所能承受的參數(shù)范圍，將無法對該鉛酸電池進(jìn)行充電。
[0037]在非充電狀態(tài)下，開關(guān)模塊104處于斷開狀態(tài)，充電檢測模塊103監(jiān)控是否有充電輸入，若實際充電輸入超出電池所能承受的參數(shù)范圍，比如充電器輸出充電電壓與鉛酸電池不匹配等情況，將無法開啟開關(guān)模塊104，進(jìn)而無法對該鉛酸電池進(jìn)行充電，從而保護(hù)鉛酸電池，進(jìn)一步延長鉛酸電池使用壽命。
[0038]檢測到正常充電輸入后，控制模塊102獲取充電定時時間并開啟定時模塊105，同時導(dǎo)通開關(guān)模塊104，進(jìn)入充電狀態(tài)；
[0039]在充電過程中，通過檢測鉛酸電池電壓值判斷鉛酸電池所處的充電狀態(tài)，這一點與現(xiàn)有技術(shù)相似，但如果定時時間結(jié)束了，不管鉛酸電池處于何種充電狀態(tài)，都斷開開關(guān)模塊104，結(jié)束充電，防止鉛酸電池?fù)p傷的情況下長期處于充電狀態(tài)，有效防止鉛酸電池過充。
[0040]在一種優(yōu)選的實施方式中，控制模塊102為單片機(jī)。
[0041]在一種優(yōu)選的實施方式中，開關(guān)模塊104為繼電器或者半導(dǎo)體開關(guān)管。
[0042]參見圖3，所示為本發(fā)明實施例內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池的控制流程框圖，在電池本體2中設(shè)置鉛酸電池過充電保護(hù)電路1，包括以下步驟:
[0043](I)檢測充電輸入；即檢測從充電器輸入的電壓和電流,對應(yīng)于同一規(guī)格參數(shù)的鉛酸電池，充電器的電壓電流一般都遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0044](2)檢測鉛酸電池開路電壓值，獲取充電定時時間；鉛酸電池的開路電壓值與鉛酸電池的剩余容量成一定比例關(guān)系，而鉛酸電池參數(shù)預(yù)先存儲在鉛酸電池過充電保護(hù)電路I中，因而可計算出鉛酸電池所需充電的電量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)充電參數(shù)即可計算出充電定時時間。
[0045](3)設(shè)置定時模塊的定時參數(shù)并啟動定時模塊開始定時；
[0046](4)啟動定時之后，同時導(dǎo)通開關(guān)模塊，開始充電；
[0047](5)定時時間結(jié)束后，關(guān)斷開關(guān)模塊，結(jié)束充電。
[0048]以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池，其特征在于，包括電池過充電保護(hù)電路(I)和電池本體(2)，所述電池過充電保護(hù)電路(I)與電池本體(2)相連接，并一起設(shè)置在電池外殼內(nèi)，所述外殼還設(shè)置用于與充電器相連接的充電接口(3)和用于與負(fù)載相連接的輸出接口(4)，所述充電接口(3)與電池過充電保護(hù)電路⑴相連接，所述輸出接口⑷與電池本體⑵相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池，其特征在于，所述電池過充電保護(hù)電路⑴包括充電檢測模塊(101)、控制模塊(102)、電池電壓檢測模塊(103)、開關(guān)模塊(104)、定時模塊(105)以及存儲模塊(106)，其中， 所述充電檢測模塊(101)用于檢測外部充電器輸入的充電電流和電壓； 所述電池電壓檢測模塊(103)用于檢測電池電壓值； 所述開關(guān)模塊(104)與充電器和電池本體(2)相連接，其導(dǎo)通或者斷開受控于所述控制模塊(102)； 所述定時模塊(105)用于定時電池充電時間； 所述存儲模塊(106)用于存儲電池參數(shù)信息； 所述控制模塊(102)與所述充電檢測模塊(101)、電池電壓檢測模塊(103)、開關(guān)模塊(104)、定時模塊(105)和存儲模塊(106)相連接，根據(jù)所述充電檢測模塊(101)發(fā)送的信號啟動定時模塊(105)開始定時，并根據(jù)定時模塊(105)的信號控制開關(guān)模塊(104)的導(dǎo)通或者斷開； 所述定時模塊(105)設(shè)置的定時時間由所述控制模塊(102)根據(jù)電池電壓值從存儲模塊(106)中獲取。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池，其特征在于，所述控制模塊(102)為單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)置過充電保護(hù)電路的鉛酸電池，其特征在于，所述開關(guān)模塊(104)為繼電器或者半導(dǎo)體開關(guān)管。
【文檔編號】H02H7/18GK103972968SQ201410226421
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】邵李煥, 吳建鋒 申請人:杭州電子科技大學(xué)