CN103036213A - 可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置，是将两个的探头嵌套在一圆形带松紧带的小盖内，并分别通过导线与微控制器相连并固定在壳体上；在壳体内，安装有包括12V电源、继电器和微控制器在内的功能部组件；所述微控制器(1)由电容(12)、光电传感器、报警装置和电容(12)连接构成，微控制器(1)的电路直接与外部电源相通；继电器(2)安装在外部电源与插孔(5)连接的电路之间且又与微控制器(1)相连接。本发明解决了传统充电器不能让人们正确掌握主充、均充、浮充三个阶段产生的欠充和过充的技术问题，规避了蓄电池的爆裂、鼓胀等情况导致的铅酸电池提前报废，实现了延长铅酸电池的使用寿命的技术目的。

Description

可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置

技术领域

本发明涉及的是蓄电池的充电器，尤其是一种可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置。

背景技术

蓄电池是电动车上的核心部件，而铅酸电池又是目前电动车普遍采用的的主要动力源，其造价占到整车的35％以上。大部分电动车蓄电池寿命终结时整车车况尚好，但因为更换新蓄电池的费用较高而放弃整车，给消费者带来不应有的损失，浪费了国家资源。

事实上铅酸电池的使用寿命很长，正确使用(充电方法)与非正确使用，会产生使用寿命成倍相差的应用效果，然而，几乎所有车主都不能掌握这一技巧。那么，何为正确使用呢？铅酸充电电池的原理和结构决定了其只有采用主充、均充、浮充三个阶段，才能完全实现对蓄电池进行充电。即：当蓄电池通过一段时间充电，电压上升到设定值时，充电器表面上的红色二极管指示灯熄灭，绿色二极管指示灯亮，充电器自动转入浮充充电状态。研究表明，23小时的浮充充电为适宜时长，太长就会对蓄电池造成过充。适宜时长的浮充目的主要有三个：①保持电池的电压处于浮充电压范围，此时电池的板栅(即极板的导电骨架)腐蚀处于最慢的状态，可延长电池寿命。②补充电池自放电造成的容量损失，保持电量充足。③抑制活性物质重结晶造成的硫酸盐化。若长期过充又会导致铅酸电池失水，造成极板脱落，也会大大影响使用寿命；而长期充电不足则会使未反应的活性物质重结晶造成的硫酸盐化，硫酸盐化可使蓄电池充电时间加长，直至过早报废。

但在日常生活中，车主见到充电器绿灯亮就认为电已充满，马上结束充电，导致浮充充电没有进行，属于欠充；再一种常见情况是因工作时间关系，晚上下班回来就开始充电，第二天早上上班时结束充电，属于过充。

研究表明，解决铅酸电池的过充和欠充现象，是延长蓄电池寿命最有效的方法，这一现象早已引起本领域技术人员的注意，成为重点研究课题。例如：在申请号201120412054.0名为“蓄电池充电限制器”的中国实用新型专利中，给出了一种由交流电源开关Kl、电磁脱钩线圈驱动电路、定时电路、直流电源电路四部分组成的蓄电池充电限制器，该蓄电池充电限制器通过对蓄电池充电时充电器红绿灯的切换，用石英小闹钟进行浮充延时，当延时到使电磁脱钩线圈驱动交流电源开关Kl断开，以此来保护蓄电池的使用寿命。申请人认为：上述专利技术固然能够实现对蓄电池充电时过充和欠充的限制，但是该技术需要对原充电器进行改造；而且该技术方案不能发现因蓄电池出现问题(如过度失水等)而导致充电器无法由主充状态转换为浮充充电状态的问题，因此可能会导致充电时间过长，引起蓄电池的爆裂、鼓胀等情况导致的铅酸电池报废。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置，该装置在不改变原充电器的情况下解决过充和欠充现象，有效延长铅酸电池的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括传感器1和传感器2、微控制器电路、继电器电路、直流12V电源和交流电源插座五部分，它们的连接方式为，所述光电传感器为两个，它们的探头嵌套在一圆形带松紧带的小盖内，两个光电传感器的探头分别通过导线与微控制器相连并固定在壳体上；在壳体内，安装有包括12V电源、继电器和微控制器在内的功能部组件；所述微控制器由电容、光电传感器、报警装置和电容连接构成，微控制器的电路直接与外部电源相通；继电器安装在外部电源与插孔连接的电路之间且又与微控制器相连接。上述结构的使用方法和工作原理是：将本装置插入220V市电充电电源上，将电动车的充电器电源插入本装置的插座上，将传感器1的小盖罩在充电器的红色发光二极管上并将松紧带套在充电器上，使传感器1紧固在红色发光二极管上，同样，将传感器2的小盖罩在充电器的绿色发光二极管上并将松紧带套在充电器上，使传感器2紧固在红色发光二极管上。刚开始充电时由于蓄电池处于主充或均充状态，红色发光二极管发光，绿色发光二极管不发光，传感器1将发光信号输入微控制器，通过软件开始计时：①如果蓄电池正常充电，将在设定的10小时之内，充电器从均充状态切换到浮充状态，同时红色发光二极管也从发光状态切换为不发光状态，输入微控制器的输入信号1发生改变，而绿色发光二极管则相反，从不发光状态切换到发光状态，传感器2将此信号输入微控制器，通过软件开始计时，当计时达到设定值时，微控制器发出控制信号，通过继电器切断充电电源，实现电动车铅酸电池充电保护。②如果因蓄电池由于出现故障而使充电器无法转换浮充充电状态(如过度失水)时，红色发光二极管的发光时间达到设定的10小时时，微控制器一方面将发出控制信号给继电器，通过继电器切断充电电源，另一方面通过控制信号使故障二极管发光，实现故障监控。

所述两个光电传感器的探头分别嵌套在灯罩I和灯罩II内，且通过导线与微控制器相连。所述灯罩I和灯罩II的下端分别带有固定装置或固定结构。

为了使光电传感器的探头能够稳定的检测到发光二极管的的光信号，灯罩下端带有松紧带或吸附装置等固定装置，所述光电传感器A的灯罩I罩在充电器的红色发光二极管上并将松紧带套在充电器上(或将吸附装置按压在充电器外壳上)，使光电传感器A的灯罩I紧固在红色发光二极管上；同样，将光电传感器B的灯罩II罩在充电器的绿色发光二极管上并将松紧带套在充电器上(或将吸附装置按压在充电器外壳上)，使光电传感器B的灯罩II紧固在绿色发光二极管上。

所述报警装置由报警指示灯和/或报警喇叭组成，当蓄电池出现问题(例如过度失水)而导致充电器无法由主充状态转换为浮充充电状态时，所述装置能够及时发现并处理问题，即微控制器电路控制继电器使其断开而切断电源，并且控制指示灯闪烁、喇叭发出声响提醒人们。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明

图1为电动车铅酸电池充电保护装置的整体示意图

图2为电动车铅酸电池充电保护装置的内部结构示意图

图3为下端带有松紧带的光电传感器灯罩的使用示意图

图4为下端带有吸附装置的光电传感器灯罩的使用示意图

图5为电动车铅酸电池充电保护装置的结构原理框图

图中：1微控制器，2继电器，301光电传感器A，302光电传感器B，401灯罩I，402灯罩II，5插孔，6电源插头，7报警指示灯，8报警喇叭，9充电器插头，10松紧带，11吸附装置，12电容。

具体实施方式

如图1-5所示：将所述电动车铅酸电池充电保护装置(以下简称所述装置)的电源插头6接到220V的市电插座上，电容12作为12V的直流电源为微控制器电路供电，继电器2为外部电源与所述装置的插孔5连接的电路开关，刚开始时，继电器2处于闭合状态，所述装置的内部微控制器电路处于正常状态。电动车充电器连接到铅酸电池上，再将电动车充电器插头9插在所述装置的插孔5上，然后将光电传感器A301的灯罩I 401罩在充电器的红色发光二极管上并将松紧带10套在充电器上(或将吸附装置11按压在充电器外壳上)，使灯罩I 401紧固在红色发光二极管上，同样，将光电传感器B302的灯罩II 402罩在充电器的绿色发光二极管上并将松紧带套10在充电器上(或将吸附装置11按压在充电器外壳上)，使灯罩II402紧固在绿色发光二极管上。刚开始充电时由于蓄电池处于主充或均充状态，红色发光二极管发光，绿色发光二极管不发光，光电传感器A301将发光信号输入微控制器1，微控制器1开始计时。

如图1-5所示：所述装置的设定主充充电时间为10个小时，浮充充电时间为3个小时。蓄电池正常充电时，将在设定的10小时之内，充电器从主充状态切换到浮充状态，同时红色发光二极管也从发光状态切换为不发光状态，光电传感器A301将不发光信号输入微控制器1；而绿色发光二极管则从不发光状态切换到发光状态，光电传感器B302将发光信号输入微控制器1，微控制器1开始计时，当时间达到3个小时时，微控制器1发出控制信号使继电器2由闭合切换到断开状态，切断了充电电源，解决了因长期过度充电或充电不足而导致的铅酸电池使用寿命过短，实现延长铅酸电池的使用寿命的技术目的。

如图1-5所示：当蓄电池由于出现故障(如过度失水)而使充电器无法由主充充电状态转换为浮充充电状态，即红色发光二极管的发光时间超过设定的10小时时，此时微控制器1一方面发出控制信号使继电器2断开，切断了充电电源；另一方面发出控制信号使报警指示灯7发光，并使报警喇叭8发出声响来提醒人们，解决了因不能及时发现蓄电池故障而使主充充电时间过长引起的蓄电池的爆裂、鼓胀等情况而直接导致铅酸电池报废的技术弊端，从这一层面实现了延长铅酸电池的使用寿命的技术目的。

Claims (5)

1.一种可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置，其特征在于：光电传感器A(301)和光电传感器B(302)的探头嵌套在一圆形带松紧带的小盖内，两个探头分别通过导线与微控制器相连并固定在壳体上；在壳体内，安装有包括12V电源、继电器和微控制器(1)在内的功能部组件；所述微控制器(1)由电容(12)、光电传感器、报警装置连接构成，微控制器(1)的电路直接与外部电源相通；继电器(2)安装在外部电源与插孔(5)连接的电路之间且又与微控制器(1)相连接。

2.根据权利要求1所述的可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置，其特征在于：所述光电传感器A(301)和光电传感器B(302)的探头分别嵌套在灯罩I(401)和灯罩II(402)内，且通过导线与微控制器(1)相连。

3.根据权利要求2所述的可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置，其特征在于：所述灯罩I(401)和灯罩II(402)的下端分别带有固定装置或固定结构。

4.根据权利要求3所述的可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置，其特征在于：所述固定装置或固定结构是松紧带(10)或吸附装置(11)。

5.根据权利要求1所述的可延长铅酸电池使用寿命的充电保护装置，其特征在于：所述报警装置由报警指示灯(7)和/或报警喇叭(8)组成。

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