CN106712224B - 全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置及其控制方法 - Google Patents

全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置，包括至少两个全封闭铅酸电池单体，全封闭铅酸电池单体的顶端设有气压均衡孔和气管连接嘴，气管连接嘴连接有气压均衡管，气压均衡管或全封闭铅酸电池单体的顶部空腔上安装有气体压力传感器，气体压力传感器连接至气压管理模块，气压管理模块的输出端连接有充电模块，还公开了该安全控制装置的控制方法，将每个全封闭铅酸电池单体通过气管连接嘴与气压均衡管连通，达到整块蓄电池内的各电池单体内部的压力均衡，可以根据电池容量进行气压管理模块的气压设定，当气体压力传感器的检测值大于等于气压管理模块内的气压设定值时，自动切断充电电源，达到充电管理目的，结构简单、可靠、有效。

Description

全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电池充满电的安全控制装置，还涉及一种该安全控制装置的控制方法。
背景技术
目前密封式铅酸蓄电池在充电过程中，接近充满电量时由于电池内析气的副反应，使封闭电池内部气压升高，若继续过充电内部气压过高易产生排气阀喷气、喷电解液现象，甚至使电池鼓胀或爆炸。电池充电一般通过端电压高低控制充电电量，由于内部析气不仅与充电电量有关还与温度和电池老化程度有关，特别是对于电动汽车用的电池组，实时检测每个电池单体端电压进行充电管理和防喷防爆管理，电路结构比较复杂，因此检测电池端电压控制充电量的方法有一定缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效地进行大电流充电控制、减少电池内部过气压、可提高电池寿命的全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置，包括至少两个全封闭铅酸电池单体，所述全封闭铅酸电池单体的顶端设有气压均衡孔，所述气压均衡孔上安装有气管连接嘴，所述气管连接嘴连接有将各所述全封闭铅酸电池单体顶部空腔连通的气压均衡管，所述气压均衡管或所述全封闭铅酸电池单体的顶部空腔上安装有气体压力传感器，所述气体压力传感器连接至气压管理模块，所述气压管理模块的输出端连接有充电模块。
作为优选的技术方案，所述气管连接嘴朝向所述全封闭铅酸电池单体的侧部延伸设置，所述全封闭铅酸电池单体顶端位于所述气压均衡孔的正下方设有便于操作的连接凹口。
作为优选的技术方案，所述气压管理模块固定于其中一所述全封闭铅酸电池单体的侧壁上。
作为优选的技术方案，所述全封闭铅酸电池单体上分别对应设有安全排气阀。
本发明还涉及全封闭铅酸电池组充满电的控制方法，包括以下步骤，
步骤一、将全封闭铅酸电池单体的顶端设置上气压均衡孔，然后在所述气压均衡孔上安装气管连接嘴，设置一气压均衡管，将各所述气管连接嘴分别连接至所述气压均衡管上；
步骤二、在所述气压均衡管或所述全封闭铅酸电池单体的顶部空腔上安装气体压力传感器；
步骤三、将气压管理模块固定安装于其中一所述全封闭铅酸电池单体的侧壁上，并将所述气体压力传感器的信号输出端连接至所述气压管理模块，将所述气压管理模块的输出端连接至充电模块；
步骤四、在所述气压管理模块内设定气压设定值；
所述气体压力传感器的气压检测值小于所述气压设定值时，所述充电模块保持充电状态；
所述气体压力传感器的气压检测值大于等于所述气压设定值时，所述气压管理模块产生控制信号并传送至所述充电模块，所述充电模块断开充电电源，停止充电。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：在使用时，若干个全封闭铅酸电池单体串并联后安装成组，将每个全封闭铅酸电池单体分别通过气管连接嘴与气压均衡管连通在一起，达到整块蓄电池内的每个全封闭铅酸电池单体内部的压力均衡，气压管理模块的压力设定，可以根据电池容量或电压等级进行设定调整，当气体压力传感器检测到电池组充电时产生析气的压力大于等于气压管理模块内的气压设定值时，自动切断充电电源，达到充电管理目的，结构简单、可靠、有效。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例全封闭铅酸电池单体的结构示意图；
图2是本发明实施例全封闭铅酸电池单组的结构示意图；
图中：1-全封闭铅酸电池单体；2-正极柱总成；3-负极柱总成；4-气管连接嘴；5-气压均衡管；6-气压管理模块；7-连接凹口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图2所示，全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置，包括至少两个全封闭铅酸电池单体1，所述全封闭铅酸电池单体1为本技术领域内普通技术人员所熟知的内容，即包括盛有电解液的壳体、浸泡在电解液中的多片正极板和多片负极板，其中每片正极板和每片负极板的外围边上均设有一片导流体，正极板和负极板间隔排列，且相邻极板之间间隔以绝缘隔膜，正极板上的导流体与正极柱总成2连接，负极板上的导流体与负极柱总成3连接，导流体设置在每片正极板和每片负极板的一个长边上，正极柱总成2和负极柱总成3相等，均为两个。每个正极柱总成2或负极柱总成3均包括极柱螺栓、极柱螺母、绝缘片、多个极靴和极柱连接板，其中多个极靴间隔固定设置在极柱连接板的底部，相邻极靴构成凹槽，导流体的上端插在凹槽内，导流体的顶部与极柱连接板固定连接，极柱螺栓固定在极柱连接板的上端，极柱螺栓的上端探出壳体且与壳体之间间隔以绝缘片，极柱螺母设置在极柱螺栓上。
所述全封闭铅酸电池单体1充电过程中，在所述全封闭铅酸电池单体1接近充满电量时，由于所述全封闭铅酸电池单体1内析气的副反应使其内部气压逐步升高，为了保证电池的安全使用，本实施例在所述气管连接嘴4连接有将各所述全封闭铅酸电池单体1顶部空腔连通的气压均衡管5，所述气压均衡管5或所述全封闭铅酸电池单体1的顶部空腔上安装有气体压力传感器，所述气体压力传感器连接至气压管理模块6，所述气压管理模块6的输出端连接有充电模块。所述充电模块为本技术领域内普通技术人员所熟知的内容，在现有的电动汽车上均安装有该模块，以保证电动汽车内蓄电池的安全充电。
所述气管连接嘴4朝向所述全封闭铅酸电池单体1的侧部延伸设置，所述全封闭铅酸电池单体1顶端位于所述气压均衡孔的正下方设有便于操作的连接凹口7，即方便安装，还能容纳所述气管连接嘴4，防止对其造成挤压，有助于保证连接的气密性。为提高蓄电池使用的安全性，还可以在所述全封闭铅酸电池单体1上分别对应设有安全排气阀。
所述气压管理模块6固定于其中一所述全封闭铅酸电池单体1的侧壁上，所述气压管理模块6包括与所述气压传感器的信号连接的气压控制器，所述气压控制器连接至所述充电模块。所述气压管理模块6用于设定最大气压值，该值可以根据电池的容量进行调整，在调整时可以借助数据线等设施。所述气压控制器包括微处理器、内存和系统总线等结构，所述气压控制器和所述充电模块均为本技术领域内普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细说明。
本实施例的所述全封闭铅酸电池单体1对应设置为两排，两排所述全封闭铅酸电池单体1形成一组全封闭铅酸电池组，两排所述全封闭铅酸电池单体1串联设置，每排设有至少两个所述全封闭铅酸电池单体1，其中一排所述全封闭铅酸电池单体1上的所述气管连接嘴4的出气端对应设于另一排所述全封闭铅酸电池单体1内，另一排所述全封闭铅酸电池单体1上的所述气管连接嘴4分别连接至所述气压均衡管5。所述全封闭铅酸电池组至少设置为两组，各组所述全封闭铅酸电池组并联设置，根据企业所生产的电动汽车的额定里程要求，可以自由选择所述全封闭铅酸电池组的组数。
本实施例还涉及全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置的控制方法，主要包括以下步骤，
步骤一、将全封闭铅酸电池单体1的顶端设置上气压均衡孔，然后在所述气压均衡孔上安装气管连接嘴4，设置一气压均衡管5，将各所述气管连接嘴4分别连接至所述气压均衡管5上；
步骤二、在所述气压均衡管5或所述全封闭铅酸电池单体1的顶部空腔上安装气体压力传感器；
步骤三、将气压管理模块6固定安装于其中一所述全封闭铅酸电池单体1的侧壁上，并将所述气体压力传感器的信号输出端连接至所述气压管理模块6，将所述气压管理模块6的输出端连接至充电模块；
步骤四、在所述气压管理模块6内设定气压设定值；
所述气体压力传感器的气压检测值小于所述气压设定值时，所述充电模块保持充电状态；
所述气体压力传感器的气压检测值大于等于所述气压设定值时，所述气压管理模块产生控制信号并传送至所述充电模块，所述充电模块断开充电电源，停止充电。
本发明在使用时，若干个全封闭铅酸电池单体1串并联后安装成组，将每个全封闭铅酸电池单体1分别通过气管连接嘴4与气压均衡管连5通在一起，达到整块蓄电池内的每个全封闭铅酸电池单体1内部的压力均衡，气压管理模块6的压力设定，可以根据电池容量或电压等级进行设定调整，当气体压力传感器检测到电池组充电时产生析气的压力大于等于气压管理模块6内的气压设定值时，自动切断充电电源，达到充电管理目的，结构简单、可靠、有效。
通过本发明的安全控制装置和控制方法，电动汽车的电池在充电过程中，无论充电电流多少，环境温度多少，当电池接近充满电量时，由于电池内析气的副反应使电池内部气压逐步升高，当气压达到所述气压管理模块6设定的阈值时，所述气压管理模块6发送信号至所述充电模块，所述充电模块自动与充电电源断开，防止电池内部气压过高，保证电池使用的安全性，同时最大程度的保证电池的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置，包括至少两个全封闭铅酸电池单体，其特征在于：所述全封闭铅酸电池单体的顶端设有气压均衡孔，所述气压均衡孔上安装有气管连接嘴，所述气管连接嘴连接有将各所述全封闭铅酸电池单体顶部空腔连通的气压均衡管，所述气压均衡管上安装有气体压力传感器，所述气体压力传感器连接至气压管理模块，所述气压管理模块的输出端连接有充电模块；
所述气管连接嘴朝向所述全封闭铅酸电池单体的侧部延伸设置，所述全封闭铅酸电池单体顶端位于所述气压均衡孔的正下方设有便于操作的连接凹口；
所述气压管理模块固定于其中一所述全封闭铅酸电池单体的侧壁上。
2.如权利要求1所述的全封闭铅酸电池组充满电的安全控制装置，其特征在于：所述全封闭铅酸电池单体上分别对应设有安全排气阀。
3.全封闭铅酸电池组充满电的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、将全封闭铅酸电池单体的顶端设置上气压均衡孔，然后在所述气压均衡孔上安装气管连接嘴，设置一气压均衡管，将各所述气管连接嘴分别连接至所述气压均衡管上；
步骤二、在所述气压均衡管或所述全封闭铅酸电池单体的顶部空腔上安装气体压力传感器；
步骤三、将气压管理模块固定安装于其中一所述全封闭铅酸电池单体的侧壁上，并将所述气体压力传感器的信号输出端连接至所述气压管理模块，将所述气压管理模块的输出端连接至充电模块；
步骤四、在所述气压管理模块内设定气压设定值；
所述气体压力传感器的气压检测值小于所述气压设定值时，所述充电模块保持充电状态；
所述气体压力传感器的气压检测值大于等于所述气压设定值时，所述气压管理模块产生控制信号并传送至所述充电模块，所述充电模块断开充电电源，停止充电。
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