CN101976743A - 低温下电池的保护方法及低温移动灯具 - Google Patents

低温下电池的保护方法及低温移动灯具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低温下电池的保护方法和低温移动灯具，该方法包括：检测步骤，对环境温度进行检测；控制步骤，在环境温度低于预先设置的低温阈值时，发出控制信号；加热步骤，接收到所述控制信号时，接通设置于电池周围的加热电路，从而为电池加温。本发明中，通过对环境温度进行检测，在环境温度低于预先设置的低温阈值时，控制接通设置于电池周围的加热电路，为电池加温，从而保证电池在低至-40℃的温度下可正常、安全使用，同时提高了电池的放电时间，实施方式简单，成本低廉，另外，还采用保温措施对加热电路产生的热量进行存储，提高了热量利用率。

Description

低温下电池的保护方法及低温移动灯具
技术领域
本发明涉及电池供电及照明相关领域，更具体地说，涉及一种低温下电池的保护方法及低温移动灯具。
背景技术
目前，充电电池在全球电池市场上已占据主导地位，其具有工作电压高、充放电寿命长、自放电率低和无记忆效应等优点，被广泛地应用于便携式电子设备、工业应用和电动工具等民用市场。
但是，一般的充电电池，如锂电池、铅酸电池，在-20℃以下的低温环境中工作性能较差，放电容量大大降低。例如，铅酸电池的标称放电温度是-20℃～55℃，但在-15℃时，放电容量为常温时放电容量的65％，且放电时间大大降低，如果温度再降低，只能满足短暂时间内的供电要求，电池还有被冻裂的危险。
于是，迫切需求一种方案能保证一般的电池在低温下可正常使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中充电电池不能在低温下正常使用的缺陷，提供一种低温下电池的保护方法及低温移动灯具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：构造一种低温下电池的保护方法，包括：
检测步骤：对环境温度进行检测；
控制步骤：在环境温度低于预先设置的低温阈值时，发出控制信号；
加热步骤：接收到所述控制信号时，接通设置于电池周围的加热电路，从而为电池加温。
本发明所述的低温下电池的保护方法中，还包括：
保温步骤：储存所述加热电路产生的热量从而持续为电池加温。
本发明所述的低温下电池的保护方法中，所述加热电路包括加热电阻丝、继电器和继电器控制电路；继电器包括触点开关和线圈，触点开关的动触点与电池的正极相连，触点开关的静触点通过加热电阻丝连接在电池的负极；
所述继电器控制电路在接收到所述控制信号时，所述线圈中有电流流过，从而所述触点开关闭合，所述加热电路开始工作。
本发明所述的低温下电池的保护方法中，所述继电器控制电路包括三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，电池正极依次通过第一电阻和线圈连接到三极管的集电极，三极管的发射极连接到电池负极，所述控制信号通过第二电阻输入至三极管的基极，第三电阻连接在三极管的基极与发射极之间。
本发明所述的低温下电池的保护方法中，所述继电器控制电路还包括保护二极管，所述保护二极管连接在所述线圈的两端，且其正极与三极管的集电极相连，其负极连接在所述线圈和第一电阻的节点上。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：构造一种低温移动灯具，包括供电电路和照明电路，所述供电电路包括电池，所述低温移动灯具还包括在低温时为电池加温的加热装置，所述加热装置包括：
检测电路：对环境温度进行检测；
控制电路：在环境温度低于预先设置的低温阈值时，发出控制信号；
加热电路：设置于电池周围，在接收到所述控制信号时接通，从而为电池加温。
本发明所述的低温移动灯具中，所述加热装置还包括：
保温件：储存所述加热电路产生的热量从而持续为电池加温。
本发明所述的低温移动灯具中，所述加热电路包括加热电阻丝、继电器和继电器控制电路；继电器包括触点开关和线圈，触点开关的动触点与电池的正极相连，触点开关的静触点通过加热电阻丝连接在电池的负极；
所述继电器控制电路在接收到所述控制信号时，所述线圈中有电流流过，从而所述触点开关闭合，所述加热电路开始工作。
本发明所述的低温移动灯具中，所述继电器控制电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻，电池正极依次通过第一电阻和线圈连接到三极管的集电极，三极管的发射极连接到电池负极，所述控制信号通过第二电阻输入至三极管的基极，第三电阻连接在三极管的基极与发射极之间。
本发明所述的低温移动灯具中，所述继电器控制电路还包括保护二极管，所述保护二极管连接在所述线圈的两端，且其正极与三极管的集电极相连，其负极连接在所述线圈和第一电阻的节点上。
实施本发明的低温下电池的保护方法及低温移动灯具，具有以下有益效果：对环境温度进行检测，在环境温度低于预先设置的低温阈值时，控制接通设置于电池周围的加热电路，为电池加温，从而保证电池在低至-40℃的温度下可正常、安全使用，同时提高了电池的放电时间，实施方式简单，成本低廉。
本发明中，还采用保温措施对加热电路产生的热量进行存储，提高了热量利用率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明中低温下电池的保护方法的第一实施例的流程图；
图2是本发明中低温下电池的保护方法的第二实施例的流程图；
图3是本发明中低温移动灯具的第一实施例的结构框图；
图4是本发明中低温移动灯具的第二实施例的结构框图；
图5是本发明中加热电路的第一实施例的电路图；
图6是本发明中加热电路的第二实施例的电路图；
图7是本发明中低温移动灯具的总体构造示意图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明中低温下电池的保护方法的第一实施例的流程图。本第一实施例中，该低温下电池的保护方法包括如下步骤：
开始；
检测步骤S1，对环境温度进行检测。
具体实施方式过程中，采用温度传感器对环境温度实时进行检测，并将检测结果传送至下一个步骤，即控制步骤S2；
控制步骤S2，包括分步骤S21和分步骤S22，分步骤S21为判断步骤，判断环境温度是否低于预先设置的低温阈值，若环境温度低于预先设置的低温阈值，进入分步骤S22，即发出控制信号；若环境温度大于或等于预先设置的低温阈值，返回检测步骤S1，继续对环境温度进行检测。
具体实施方式过程中，该低温阈值为系统中预先设置好的，并可依据锂电、铅酸电池的标称放电温度来进行选择设置，如铅酸电池的标称放电温度是-20℃～55℃，则可将低温阈值设置为-15℃或其它等。
加热步骤S3，接收到所述控制信号时，接通设置于电池周围的加热电路，从而为电池加温。
具体实施方式过程中，将加热电路设置在电池周围，且电池为加热电路供电，一般情况下，如环境温度为-15℃时，由于电池不直接裸露在外面，电池的温度一般都高于-15℃，此时，电池为加热电路供电基本不会对电池带来影响。
结束。
综上，本方法通过对环境温度进行检测，在环境温度低于预先设置的低温阈值时，控制接通设置于电池周围的加热电路，为电池加温，从而保证电池在低至-40℃的温度下可正常、安全使用，同时提高了电池的放电时间，且实施方式简单，成本低廉。
如图2所示，是本发明中低温下电池的保护方法的第二实施例的流程图。本第二实施例在中，该低温下电池的保护方法与图1中第一实施例的区别在于：在第一实施例的基础上，本低温下电池的保护方法还包括：
保温步骤S4：储存所述加热电路产生的热量从而持续为电池加温。
具体实施方式过程中，采用保温材料，将加热电路产生的热量进行存储，从而持续为电池加温。
如图3所示，是本发明中低温移动灯具的第一实施例的结构框图。本第一实施例中，该低温移动灯具包括供电电路100、照明电路200和加热装置300，供电电路100包括电池101，电池101为照明电路200供电，照明电路200控制本低温移动灯具的光源点亮发光，加热装置300在低温时为电池101加温。其中，所述加热装置300包括检测电路301、控制电路302和加热电路303，检测电路301对环境温度进行检测；控制电路302在环境温度低于预先设置的低温阈值时，发出控制信号；加热电路303设置于电池101周围，在接收到所述控制信号时接通，从而为电池101加温。
具体实施过程中，检测电路301执行图1或图2中检测步骤S1的操作，控制电路302执行图1或图2中控制步骤S2的操作，加热电路303执行图1或图2中加热步骤S3的操作，此处不再赘述。
综上，本低温移动灯具中，加热装置300中的检测电路301对环境温度进行检测，控制电路302在环境温度低于预先设置的低温阈值时，控制接通设置于电池周围的加热电路303，为电池101加温，从而保证电池101在低至-40℃的温度下可正常、安全使用，同时提高了电池101的放电时间，且实施方式简单，成本低廉。
如图4所示，是本发明中低温移动灯具的第二实施例的结构框图。本第二实施例中，该低温移动灯具与图3中第一实施例的区别在于：在第一实施例的基础上，本低温移动灯具中的加热装置300还包括保温件304，保温件304储存加热电路303产生的热量从而持续为电池101加温。
优选地，保温件304采用保温材料，将加热电路303产生的热量进行存储，从而持续为电池101加温。
如图5所示，是本发明中加热电路的第一实施例的电路图。本第一实施例中，所述加热电路包括加热电阻丝Rr、继电器M和继电器控制电路；继电器M包括触点开关K和线圈L，触点开关K的动触点与电池101的正极相连，触点开关K的静触点通过加热电阻丝Rr连接在电池101的负极；继电器控制电路包括三极管Q、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，电池101正极依次通过第一电阻R1和线圈L连接到三极管Q的集电极，三极管Q的发射极接到电池101负极，控制电路302发出的控制信号通过第二电阻R2输入至三极管Q的基极，第三电阻R3连接在三极管Q的基极与发射极之间。
工作过程如下：所述继电器控制电路在接收到控制电路302发出的控制信号时，三极管Q1导通，所述线圈L中将有电流流过，从而所述触点开关K闭合，所述加热电路开始工作，加热电阻丝Rr发热产生热量。
如图6所示，是本发明中加热电路的第二实施例的电路图。本第二实施例在中，该加热电路与图5中第一实施例的区别在于：在第一实施例的基础上，所述继电器控制电路还包括保护二极管D，所述保护二极管D连接在线圈L的两端，保护二极管D的正极与三极管Q的集电极相连，保护二极管D的负极连接在线圈L和第一电阻R1的节点上，对继电器M起保护作用，防止在断开触点开关K时，感生电压对电路的冲击损坏。
如图7所示，是本发明中低温移动灯具的总体构造示意图。本低温移动灯具主要包括供电电路、照明电路200和加热装置300三部分，供电电路主要包括电池101。
其中，电池101为照明电路200供电，作为低温移动灯具的最基础部分。加热装置300包括检测电路301、控制电路302和加热电路，加热电路包括加热电阻丝Rr、继电器M和继电器控制电路3031。检测电路301采用温度传感器对环境温度进行检测，第四电阻R4也作为检测电路301的一部分，与温度传感器串联，起滤波保护作用；控制电路302在环境温度低于预先设置的低温阈值时，发出控制信号，继电器控制电路3031在接收到该控制信号时控制继电器M动作，以接通设置于电池101周围的加热电路中的热电阻丝Rr，为电池101加温，从而保证电池101在低至-40℃的温度下可正常、安全使用，同时提高了电池101的放电时间，实施方式简单，成本低廉。
本图7中，加热装置300中的加热电路与图6所示的第二实施例中的加热电路303的电路结构、工作过程均相同，此处不再赘述。
特别地，加热装置300中设有保温件304，保温件304采用保温材料，优选地，将加热电路中的加热电阻丝Rr夹在保温材料中，在具体实施过程中，将保温材料包裹在电池101的周围，可提高加热电阻丝Rr产生的热量的利用率。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低温下电池的保护方法，其特征在于，包括：
检测步骤：对环境温度进行检测；
控制步骤：在环境温度低于预先设置的低温阈值时，发出控制信号；
加热步骤：接收到所述控制信号时，接通设置于电池周围的加热电路，从而为电池加温。
2.根据权利要求1所述的低温下电池的保护方法，其特征在于，还包括：
保温步骤：储存所述加热电路产生的热量从而持续为电池加温。
3.根据权利要求1或2所述的低温下电池的保护方法，其特征在于，
所述加热电路包括加热电阻丝、继电器和继电器控制电路；继电器包括触点开关和线圈，触点开关的动触点与电池的正极相连，触点开关的静触点通过加热电阻丝连接在电池的负极；
所述继电器控制电路在接收到所述控制信号时，所述线圈中有电流流过，从而所述触点开关闭合，所述加热电路开始工作。
4.根据权利要求3所述的低温下电池的保护方法，其特征在于，所述继电器控制电路包括三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，电池正极依次通过第一电阻和线圈连接到三极管的集电极，三极管的发射极连接到电池负极，所述控制信号通过第二电阻输入至三极管的基极，第三电阻连接在三极管的基极与发射极之间。
5.根据权利要求4所述的低温下电池的保护方法，其特征在于，所述继电器控制电路还包括保护二极管，所述保护二极管连接在所述线圈的两端，且其正极与三极管的集电极相连，其负极连接在所述线圈和第一电阻的节点上。
6.一种低温移动灯具，包括供电电路和照明电路，所述供电电路包括电池，其特征在于，所述低温移动灯具还包括在低温时为电池加温的加热装置，所述加热装置包括：
检测电路：对环境温度进行检测；
控制电路：在环境温度低于预先设置的低温阈值时，发出控制信号；
加热电路：设置于电池周围，在接收到所述控制信号时接通，从而为电池加温。
7.根据权利要求6所述的低温移动灯具，其特征在于，所述加热装置还包括：
保温件：储存所述加热电路产生的热量从而持续为电池加温。
8.根据权利要求6或7所述的低温移动灯具，其特征在于，
所述加热电路包括加热电阻丝、继电器和继电器控制电路；继电器包括触点开关和线圈，触点开关的动触点与电池的正极相连，触点开关的静触点通过加热电阻丝连接在电池的负极；
所述继电器控制电路在接收到所述控制信号时，所述线圈中有电流流过，从而所述触点开关闭合，所述加热电路开始工作。
9.根据权利要求8所述的低温移动灯具，其特征在于，所述继电器控制电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻，电池正极依次通过第一电阻和线圈连接到三极管的集电极，三极管的发射极连接到电池负极，所述控制信号通过第二电阻输入至三极管的基极，第三电阻连接在三极管的基极与发射极之间。
10.根据权利要求9所述的低温移动灯具，其特征在于，所述继电器控制电路还包括保护二极管，所述保护二极管连接在所述线圈的两端，且其正极与三极管的集电极相连，其负极连接在所述线圈和第一电阻的节点上。
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