CN107658517B - 一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置 - Google Patents
一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,属于电池管理技术领域。本发明由充放电可调电阻、充放电指示led灯珠、电流线圈、槽永磁体滑环、放电干簧开关、充电干簧开关、电池充放电周期显示计、显示计储液腔、充放电周期显示刻度、加热电阻、蒸发通道、压力弹簧、热膨胀球阀构成;可以根据电池充放电周期与电流之间关系特性,用加热电阻对显示计储液腔内液体进行加热蒸发显示电池总的充放电周期,从而确定锂电池寿命,这样我们就可以通过一个极低成本的电池充放电周期显示计显示出该锂电池的充电周期。本发明电路结构简单,具有广阔的应用前景和市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,属于电池管理技术领域。
背景技术
大部分消费者都听说过,锂电池的寿命是“500次”,500次充放电,超过这个次数,电池就“寿终正寝”了,许多朋友为了能够延长电池的寿命,每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电,这样对电池的寿命真的有延长作用吗,答案是否定的。 锂电池的寿命是“500次”,指的不是充电的次数,而是一个充放电的周期。一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空,再由空充到满的过程,这并不等同于充一次电。比如说,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。如果第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电池容量就会减少一点。不过,这个电量减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始容量的 80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然,电池寿命到了最终后仍是需要更换的。锂电池没有这种效应,但有类似的惰性效应(这和记忆效应是不同的其他的电池都有这种效应)是指电池内的化学物质长时间的不参加反应而变的懒惰以后就不会反应了,深冲深放也没有用。所以使用的时候不需要刻意放电,顺其自然就没什么问题。要注意的是锂电池的寿命基本是固定的,冲一次少一次。另外如果长时间不使用,应该保留30%的电量并且放在0度的干燥环境。这样可以延长寿命。
如果电池属镍镉电池,长期不彻底充电、放电,易在电池内留下痕迹,降低电池容量,这种现象称为电池记忆效应。意思是说,电池好像记忆用户日常的充、放电幅度和模式,日久就很难改变这种模式,不能再做大幅度充电或放电。 锂离子电池不存在这种效应。由于锂电池没有记忆效应,因此在使用锂电池的时候,用户很难知道充放电什么时候是一个周期,自己电池的寿命究竟还剩多少,如何通过一个简单的显示直观的展示电池的寿命,这是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,可直接判断蓄电池的充电周期数及电池寿命。
本发明采用的技术方案是:一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,包括电池包箱体1、分压电阻13、放电可调电阻14-1、放电指示led灯珠15-1、充电指示led灯珠15-2、电流线圈16、铁磁体17、槽永磁体滑环18、复位弹簧19、充电干簧开关20、放电干簧开关21、电池充放电周期显示计、显示计储液腔23、显示计真空保温层24、充放电周期显示刻度25、加热电阻26、蒸发通道27、压力弹簧28、热膨胀球阀29;
电池包箱体1正极电流输出后分为两路,一路为直流输出端,串接电流线圈16后至负载;另一路串接充压电阻13后又再并联充电和放电两个电路;
a)充电电路串接充电分可调电阻14-2、充电led灯珠15-2后再串接一个充电干簧开关20后再串接电池充电周期显示计22-2的加热电阻26至负极端;
b)放电电路串接放电分可调电阻14-1、放电led灯珠15-1后再串接一个放电干簧开关21后再串接电池放电周期显示计22-1的加热电阻26至负极端;
电流线圈16内部为电磁体17,电磁体的左端为圆柱体,该圆柱体套装一个永磁体滑环18和一个复位弹簧19,复位弹簧19一端连接固定永磁体滑环18,复位弹簧19另一端连接固定电磁体17的圆柱体底端;
永磁体滑环18处于自然状态条件下,下端并排放置两个干簧开关,长度为L永磁体滑环18的中心L/2处为划分中心线,中心线的右侧放置充电干簧开关20,中心线的左侧放置放电干簧开关21;
电池充电周期显示计22-2设置有显示计真空保温层24、充放电周期显示刻度25以及显示计储液腔23,显示计储液腔23内充入红色的不导电的液体,显示计储液腔23底部放置加热电阻26,电池充电周期显示计22-2的顶部设置蒸发通道27,该通道中部设置有一个腔室,腔室内安装压力弹簧28和热膨胀球阀29,热膨胀球阀29在压力弹簧28的作用下封堵了蒸发通道27下方出口;电池放电周期显示计22-1与电池充电周期显示计22-2具有完全相同的结构。
所述的电池包箱体1设置有电池包箱体顶板2、电池包箱体透风底座3、透风孔4、电池组下端盖5、电池包箱体底板6、单体电池7、电池组套管8、电池组上端盖9、热对流换气窗口10;电池组上端盖9安装在电池包箱体顶板2上,电池组下端盖5安装在电池包箱体底板6上,电池组下端盖5和电池组上端盖9之间安装电池组套管8,套管内装有单体电池7,电池组上端盖9顶端设置热对流换气窗口10,电池包箱体底端设置电池包箱体透风底座3及透风孔4,电池组套管8内壁与单体电池7外壁之间有电池组套管内条使得电池组套管8内壁与单体电池7外壁之间存在间隙,间隙大于0.1毫米,电池组套管8紧密排列,每8根电池组套管8构成一个测量单元。
所述的电池放电周期显示计22-1和电池充电周期显示计22-2并排嵌入安装在电池包箱体1的外壁上。
所述的电池包箱体1正极电流经电池包保险丝12后输出,每根电池组套管8的输出端连接有电池组保险丝11,电池组保险丝11与电池包保险丝12连接。
所述的热膨胀阀29采用具有热膨胀性能的材料做成的球阀,温度升高的时候压力增加。
本发明的工作原理是:首先电流经过电池组保险丝11,可以防止电池组短路对电池造成的伤害,另一方面,总电流经过电池包保险丝12进一步防止电池包短路或过流伤害整个电池包。
在充电的时候,电流从负载流入至蓄电池,经过电流线圈16使得电磁体17产生一个磁力,该磁力的方向设置为与永磁体滑环18实际方向相反(为相同磁极),于是产生一个排斥力,永磁体滑环18压缩复位弹簧19,参见图2,永磁体滑环18运动到放电干簧开关21的上方,放电干簧开关21导通,电流通过电池充电周期显示计22-2内的加热电阻26。由于电池充电周期显示计22-2设置有显示计真空保温层24、充放电周期显示刻度25以及显示计储液腔23,显示计储液腔23内充入红色的不导电的液体,显示计储液腔23底部放置加热电阻26,电池充电周期显示计22-2的顶部设置蒸发通道27,该通道中部设置有一个腔室,腔室内安装压力弹簧28和热膨胀球阀29,热膨胀球阀29在压力弹簧28的作用下封堵了蒸发通道27下方出口;加热电阻26发热量Q=KI2RT,对显示计储液腔23里的液体进行加热,液体的温度上升,液体蒸发,当压力大于热膨胀球阀29的封堵的压力,蒸发的气体会顶开热膨胀球阀29,液面下降,经过测试标定之后,每完成10次100%深度充电,液面下降一格,以此进行标定,直至锂电池五百个充放电周期结束,构成完整的标定,标定后的刻度构成充电周期显示刻度。考虑到环境温度的改变会影响标定值,电池充电周期显示计22-2设置了显示计真空保温层24,以减少环境温度对液体蒸发量的影响;另一方面,考虑到环境温度变化,显示计储液腔23蒸汽压力对热膨胀阀29压力的影响,热膨胀阀29采用具有热膨胀性能的材料做成球阀,温度升高的时候压力增加,与此同时热膨胀阀29膨胀,对压力弹簧28是加一个额外的力,这样就增加了球阀的压力,进一步减少显示计储液腔23内的蒸汽压力对液体蒸发量的影响。
电池放电周期显示计22-1与电池充电周期显示计22-2具有完全相同的结构。同样,对于放电而言,其工作原理和充电一样,唯一值得注意的是,在放电的过程中,放电电流和充电电流正好相反,所产生的磁力的方向与永磁体滑环18为相反磁极,于是产生一个吸引力,永磁体滑环18拉伸复位弹簧19,永磁体滑环18滑移穿过中线后,放电干簧开关21断开,充电干簧开关20打开,这样就可以实现电池放电周期显示计22-1显示计储液腔23内液体的加热。
本发明的有益效果是:可以根据电池充放电周期与电流之间关系特性,用加热电阻26对显示计储液腔23内液体进行加热蒸发显示电池总的充放电周期,从而确定锂电池寿命,这样我们就可以通过一个极低成本的电池充放电周期显示计显示出该锂电池的充电周期。本发明结构简单,能够满足锂离子电池无记忆效应对于特点,直观而有效的反映了电池的充放电周期数,使得用户在使用锂电池的时候,可以知道自己电池的寿命究竟还剩多少,也可以直观的反应小电流充放电对电池具有保护作用,因而具有广阔的应用前景和市场前景。
附图说明
图1为本发明电池包箱体1的结构示意图;
图2为本发明整体电路原理图。
图中各标号为:1.电池包箱体,2.电池包箱体顶板,3.电池包箱体透风底座,4.透风孔,5.电池组下端盖,6.电池包箱体底板,7.单体电池,8.电池组套管,9.电池组上端盖,10.热对流换气窗口,11.电池组保险丝,12.电池包保险丝,13.分压电阻,14-1.放电可调电阻,15-1.放电指示led灯珠,15-2.充电指示led灯珠,16.电流线圈, 17.铁磁体,18.永磁体滑环,19.复位弹簧,20.充电干簧开关,21.放电干簧开关,22-1.电池放电周期显示计,22-2.电池充电周期显示计,23.显示计储液腔,24.显示计真空保温层, 25. 充放电周期显示刻度,26. 加热电阻,27. 蒸发通道,28压力弹簧,29热膨胀球阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明,但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1:如图1-2所示,一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,包括电池包箱体1、分压电阻13、放电可调电阻14-1、放电指示led灯珠15-1、充电指示led灯珠15-2、电流线圈16、铁磁体17、槽永磁体滑环18、复位弹簧19、充电干簧开关20、放电干簧开关21、电池充放电周期显示计、显示计储液腔23、显示计真空保温层24、充放电周期显示刻度25、加热电阻26、蒸发通道27、压力弹簧28、热膨胀球阀29;
电池包箱体1正极电流输出后分为两路,一路为直流输出端,串接电流线圈16后至负载;另一路串接充压电阻13后又再并联充电和放电两个电路;
a)充电电路串接充电分可调电阻14-2、充电led灯珠15-2后再串接一个充电干簧开关20后再串接电池充电周期显示计22-2的加热电阻26至负极端;
b)放电电路串接放电分可调电阻14-1、放电led灯珠15-1后再串接一个放电干簧开关21后再串接电池放电周期显示计22-1的加热电阻26至负极端;
电流线圈16内部为电磁体17,电磁体的左端为圆柱体,该圆柱体套装一个永磁体滑环18和一个复位弹簧19,复位弹簧19一端连接固定永磁体滑环18,复位弹簧19另一端连接固定电磁体17的圆柱体底端;
永磁体滑环18处于自然状态条件下,下端并排放置两个干簧开关,长度为L永磁体滑环18的中心L/2处为划分中心线,中心线的右侧放置充电干簧开关20,中心线的左侧放置放电干簧开关21;
电池充电周期显示计22-2设置有显示计真空保温层24、充放电周期显示刻度25以及显示计储液腔23,显示计储液腔23内充入红色的不导电的液体,显示计储液腔23底部放置加热电阻26,电池充电周期显示计22-2的顶部设置蒸发通道27,该通道中部设置有一个腔室,腔室内安装压力弹簧28和热膨胀球阀29,热膨胀球阀29在压力弹簧28的作用下封堵了蒸发通道27下方出口;电池放电周期显示计22-1与电池充电周期显示计22-2具有完全相同的结构。
进一步地,所述的电池包箱体1设置有电池包箱体顶板2、电池包箱体透风底座3、透风孔4、电池组下端盖5、电池包箱体底板6、单体电池7、电池组套管8、电池组上端盖9、热对流换气窗口10;电池组上端盖9安装在电池包箱体顶板2上,电池组下端盖5安装在电池包箱体底板6上,电池组下端盖5和电池组上端盖9之间安装电池组套管8,套管内装有单体电池7,电池组上端盖9顶端设置热对流换气窗口10,电池包箱体底端设置电池包箱体透风底座3及透风孔4,电池组套管8内壁与单体电池7外壁之间有电池组套管内条使得电池组套管8内壁与单体电池7外壁之间存在间隙,间隙大于0.1毫米,电池组套管8紧密排列,每8根电池组套管8构成一个测量单元。这样的结构可以实现热对流,同时还可以随意的更换电池包箱体1内的已损坏的单体电池。
进一步地,所述的电池放电周期显示计22-1和电池充电周期显示计22-2并排嵌入安装在电池包箱体1的外壁上,就可以直观的看到锂电池的充放电周期。
进一步地,所述的电池包箱体1正极电流经电池包保险丝12后输出,每根电池组套管8的输出端连接有电池组保险丝11,电池组保险丝11与电池包保险丝12连接。电池组保险丝11,可以防止电池组短路对电池造成的伤害,总电流经过电池包保险丝12进一步防止电池包短路或过流伤害整个电池包。
进一步地,所述的热膨胀阀29采用具有热膨胀性能的材料做成的球阀,温度升高的时候压力增加。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,其特征在于:包括电池包箱体(1)、分压电阻(13)、放电可调电阻(14-1)、放电指示led灯珠(15-1)、充电指示led灯珠(15-2)、电流线圈(16)、铁磁体(17)、永磁体滑环(18)、复位弹簧(19)、充电干簧开关(20)、放电干簧开关(21)、电池充放电周期显示计、显示计储液腔(23)、显示计真空保温层(24)、充放电周期显示刻度(25)、加热电阻(26)、蒸发通道(27)、压力弹簧(28)、热膨胀球阀(29);
电池包箱体(1)正极电流输出后分为两路,一路为直流输出端,串接电流线圈(16)后至负载;另一路串接充压电阻(13)后又再并联充电和放电两个电路;
a)充电电路串接充电可调电阻(14-2)、充电指示led灯珠(15-2)后再串接一个充电干簧开关(20)后再串接电池充电周期显示计(22-2)的加热电阻(26)至负极端;
b)放电电路串接放电可调电阻(14-1)、放电指示led灯珠(15-1)后再串接一个放电干簧开关(21)后再串接电池放电周期显示计(22-1)的加热电阻(26)至负极端;
电流线圈(16)内部为铁磁体(17),铁磁体(17)的左端为圆柱体,该圆柱体套装一个永磁体滑环(18)和一个复位弹簧(19),复位弹簧(19)一端连接固定永磁体滑环(18),复位弹簧(19)另一端连接固定铁磁体(17)的圆柱体底端;
永磁体滑环(18)处于自然状态条件下,下端并排放置两个干簧开关,长度为L永磁体滑环(18)的中心L/2处为划分中心线,中心线的右侧放置充电干簧开关(20),中心线的左侧放置放电干簧开关(21);
电池充电周期显示计(22-2)设置有显示计真空保温层(24)、充放电周期显示刻度(25)以及显示计储液腔(23),显示计储液腔(23)内充入红色的不导电的液体,显示计储液腔(23)底部放置加热电阻(26),电池充电周期显示计(22-2)的顶部设置蒸发通道(27),该通道中部设置有一个腔室,腔室内安装压力弹簧(28)和热膨胀球阀(29),热膨胀球阀(29)在压力弹簧(28)的作用下封堵了蒸发通道(27)下方出口;电池放电周期显示计(22-1)与电池充电周期显示计(22-2)具有完全相同的结构。
2.根据权利要求1所述的一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,其特征在于:所述的电池包箱体(1)设置有电池包箱体顶板(2)、电池包箱体透风底座(3)、透风孔(4)、电池组下端盖(5)、电池包箱体底板(6)、单体电池(7)、电池组套管(8)、电池组上端盖(9)、热对流换气窗口(10);电池组上端盖(9)安装在电池包箱体顶板(2)上,电池组下端盖(5)安装在电池包箱体底板(6)上,电池组下端盖(5)和电池组上端盖(9)之间安装电池组套管(8),套管内装有单体电池(7),电池组上端盖(9)顶端设置热对流换气窗口(10),电池包箱体底端设置电池包箱体透风底座(3)及透风孔(4),电池组套管(8)内壁与单体电池(7)外壁之间有电池组套管内条使得电池组套管(8)内壁与单体电池(7)外壁之间存在间隙,间隙大于0.1毫米,电池组套管(8)紧密排列,每8根电池组套管(8)构成一个测量单元。
3.根据权利要求1所述的一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,其特征在于:所述的电池放电周期显示计(22-1)和电池充电周期显示计(22-2)并排嵌入安装在电池包箱体(1)的外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,其特征在于:所述的电池包箱体(1)正极电流经电池包保险丝(12)后输出,每根电池组套管(8)的输出端连接有电池组保险丝(11),电池组保险丝(11)与电池包保险丝(12)连接。
5.根据权利要求1所述的一种可直观锂离子蓄电池充电周期的显示计装置,其特征在于:所述的热膨胀球阀(29)采用具有热膨胀性能的材料做成的球阀。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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