CN107872091B - 一种电动车自动延时断电充电装置 - Google Patents

一种电动车自动延时断电充电装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电动车自动延时断电充电装置，包括充电单元和自动延时断电单元；所述充电单元包括充电模块、电源降压模块、检测模块和开关模块；所述自动延时断电单元包括控制模块、继电器模块和启动模块。本装置还可以包括计时单元。本发明通过在充电单元基础上增加自动延时断电单元，使在充电完成后控制电路自动切断充电电源，确保蓄电池充好电、不过充。同时，通过增加计时单元，可以有效记录蓄电池从开始充电到完成充电全程所耗时间，帮助用户间接地掌握蓄电池的储放电性能。

Description

一种电动车自动延时断电充电装置
技术领域
本发明涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种电动车自动延时断电充电装置。
背景技术
市场上现有电动车充电器均只是完成市电转换成相适应电能对蓄电池组充电，而对后续充好后切断充电电源只能靠人工进行。蓄电池因每次使用的放电程度不同，所需的充电时间也就不同。一般情况下，普通蓄电池的充电要求为恒流充电完成后继续进行一定时长的涓流充电，在涓流充电完成后即可停止充电。但是由于一般用户无时间看管，导致蓄电池经常处于过充或者欠充状态，严重缩短了电池寿命。许多用户的普遍做法是下班回家后开始充电，至第二天使用时才停止，无形中使蓄电池过充了6-7小时以上，如此一来，一方面是白白浪费了电能，另一方面是日积月累就给蓄电池造成了过充损害，而过充带给蓄电池的损害是不可逆转的，多数蓄电池因此使用不到设计寿命期就需更换。并且还偶有新闻报道电动车用户因充电时间过长而导致火灾发生。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明通过在充电单元基础上增加自动延时断电单元，使在充电完成后控制电路自动切断充电电源，确保蓄电池充好电、不过充。同时，通过增加计时单元，可以有效记录蓄电池从开始充电到完成充电全程所耗时间，帮助用户间接地掌握蓄电池的储放电性能。
本发明提供了一种电动车自动延时断电充电装置，包括充电单元和自动延时断电单元；
所述充电单元包括充电模块、电源降压模块、检测模块和开关模块；
所述自动延时断电单元包括控制模块、继电器模块和启动模块；
其中，所述开关模块输入端与220V市电相连接，所述电源降压模块输入端与所述开关模块输出端相连接，所述充电模块输入端与电源降压模块输出端相连接，被充电电池组与充电模块输出端相连接，所述检测模块与充电模块相连接；
所述启动模块与控制模块相连接，所述控制模块与继电器模块相连接，同时，启动模块还与充电单元中的电源降压模块和检测模块相连接，所述继电器模块与充电单元中的电源降压模块和开关模块相连接。
进一步的，所述继电器模块包括：第一继电器、第一吸收二极管；
其中，所述第一继电器线圈两端与第一吸收二极管并联，同时，所述第一继电器的线圈一端与控制模块相连接，另一端与电源降压模块相连接，所述第一继电器的触点开关两端与所述开关模块相并联。
上述继电器模块主要用于在用户按下按钮开关时，触点开关吸合，使整个延时断电充电装置保持持续通电，充电单元正常为电池组充电，自动延时断电单元各个模块通电工作。当满足断电条件时，该继电器模块的线圈失电，触点开关断开，整个装置停止工作，充电完成。上述吸收二极管用于防止继电器断开时产生的反电势对电路造成影响或元器件损坏。
进一步的，所述启动模块包括：第二继电器、第二吸收二极管、三极管；
其中，所述第二继电器线圈两端与第二吸收二极管并联，同时，所述第二继电器的线圈一端与电源降压模块相连接，另一端与所述三极管的集电极相连接，所述三极管的基极与检测模块相连接，所述三极管的发射极接地。
启动模块用于启动延时断电控制流程，当用户按下按钮开关，开始充电时，启动模块的继电器线圈通电，触点开关吸合，第一电容器被短路，检测模块实时检测充电状态，三极管基极接收对应信号；当充电单元的恒流充电完成时，检测模块立即传出这一信号，三极管基极电位降低，三极管状态发生改变，启动模块的继电器线圈失电，触点开关断开，控制模块开始工作，从而控制涓流充电时间(即自动延时断电时间)。上述吸收二极管用于防止继电器断开时产生的反电势对电路造成影响或元器件损坏。
进一步的，所述控制模块包括：控制芯片、第一电容器、第二电容器、电阻、滑动变阻器；所述控制芯片为时基集成电路NE555；
其中，控制芯片的1号引脚接地，2号引脚和6号引脚通过滑动变阻器接地，同时2号引脚和6号引脚与所述第二继电器的触点开关和电阻串联后与所述电源降压模块相连接，3号引脚与第一继电器的线圈一端相连接，4号引脚和8号引脚与所述电源降压模块相连接，5号引脚通过第二电容器接地，7号引脚不接入电路，第一电容器与由所述第二继电器的触点开关和电阻组成的串联电路的两端相并联。
当充电单元转为涓流充电时，启动模块失电，触点开关断开，由第一电容器和滑动变阻器构成的RC电路开始工作，当第一电容器经由滑动变阻器充电达到一定值至NE555的2号引脚和6号引脚电压下降到一定值时，3号引脚输出高电位，此时，第一继电器的线圈失电，第一继电器的触点开关断开，整个延时断电充电装置停止工作，从而实现自动延时断电功能。
进一步的，所述装置还包括计时单元，所述第一继电器采用具有两组独立触点开关的继电器；
所述计时单元包括电池模块、计时器模块和计时开关模块；
其中，所述电池模块、计时器模块和计时开关模块依次串联构成回路，所述计时开关模块为所述第一继电器的第二组触点开关，所述第一继电器的第一组触点开关两端与所述开关模块相并联。
为了帮助用户间接地掌握蓄电池的储放电性能，可以在上述延时断电充电装置基础上增加计时单元，此时，第一继电器需采用具有两组独立触点开关的继电器，该计时单元可以由电池、石英钟和第一继电器的第二组触点开关依次串联构成回路。当第一继电器线圈通电时，第二组触点开关闭合，计时单元开始计时；当第一继电器的线圈失电时，第二组触点开关断开，计时单元停止计时。
有益效果
本发明通过在充电单元基础上增加自动延时断电单元，使在充电完成后控制电路自动切断充电电源，确保蓄电池充好电、不过充。同时，通过增加计时单元，可以有效记录蓄电池从开始充电到完成充电全程所耗时间，帮助用户间接地掌握蓄电池的储放电性能。
附图说明
图1为本发明提供的一种电动车自动延时断电充电装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电动车自动延时断电充电装置的电路示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电动车自动延时断电充电装置与普通充电器的充电对比时序图；
图4为本发明实施例提供的一种电动车自动延时断电充电装置的实物图；
图5为本发明实施例提供的一种电动车自动延时断电充电装置的计时单元电路示意图。
具体实施方式
为了便于更好地理解本发明提供的方案，下面结合具体实施例对方案内容进行进一步阐述。
图1为本发明提供的一种电动车自动延时断电充电装置的结构示意图，该装置包括：充电单元100和自动延时断电单元200；
所述充电单元100包括充电模块101、电源降压模块102、检测模块103和开关模块104；
所述自动延时断电单元200包括控制模块201、继电器模块202和启动模块203；
其中，所述开关模块104输入端与220V市电相连接，所述电源降压模块102输入端与所述开关模块104输出端相连接，所述充电模块101输入端与电源降压模块102输出端相连接，被充电电池组与充电模块101输出端相连接，所述检测模块103与充电模块101相连接；
所述启动模块203与控制模块201相连接，所述控制模块201与继电器模块202相连接，同时，启动模块203还与充电单元100中的电源降压模块102和检测模块103相连接，所述继电器模块202与充电单元100中的电源降压模块102和开关模块104相连接。
上述充电单元由市售普通充电器实现，在实施本发明方案时，只需在充电单元中找到各个模块，并将本发明人提供的自动延时断电单元接入充电单元中各个对应模块即可，因此，本发明方案可以在各种市售普通充电器基础上实施，方便快捷，节约成本。上述充电单元中的开关模块具体为常开式按钮开关，用于供用户启动整个自动延时断电充电装置。
图2为本发明实施例提供的一种电动车自动延时断电充电装置的电路示意图。在本实施例中，控制模块控制芯片为时基集成电路NE555，第一电容器的电容值为2200μF，滑动变阻器的电阻值取4.7MΩ，三极管具体为9014三极管。
所述继电器模块202包括：第一继电器J1、第一吸收二极管D1；其中，所述第一继电器J1的线圈两端与第一吸收二极管D1并联，同时，所述第一继电器J1的线圈一端与控制模块的控制芯片NE555相连接，另一端与电源降压模块的12V正极相连接，所述第一继电器的触点开关J1-1的两端与所述开关模块的按钮开关SA相并联。上述继电器模块主要用于在用户按下按钮开关SA时，触点开关J1-1吸合，使整个延时断电充电装置保持持续通电，充电单元正常为电池组充电，自动延时断电单元各个模块通电开始工作。当满足断电条件时，该继电器模块的第一继电器J1的线圈失电，触点开关J1-1断开，整个装置停止工作，充电完成。
所述启动模块203包括：第二继电器J2、第二吸收二极管D2、三极管Q1；其中，所述第二继电器J2的线圈两端与第二吸收二极管D2并联，同时，所述第二继电器J2的线圈一端与电源降压模块的12V正极相连接，另一端与所述三极管Q1的集电极相连接，所述三极管Q1的基极与检测模块的恒流充电检测正极相连接，所述三极管Q1的发射极接地。启动模块用于启动延时断电控制流程，当用户按下按钮开关SA，开始充电时，启动模块的第二继电器J2线圈通电，触点开关J2-1吸合，第一电容器C1被短路，检测模块为恒流充电指示状态，三极管Q1基极接收到电流信号；当充电单元的恒流充电完成时，检测模块从恒流充电指示状态转为涓流充电指示状态，三极管Q1基极接收到的电流信号发生变化，三极管Q1状态发生改变，启动模块的第二继电器J2线圈失电，触点开关J2-1断开，控制模块开始工作，从而控制涓流充电时间(即自动延时断电时间)。
所述控制模块201包括：控制芯片U1、第一电容器C1、第二电容器C2、电阻R、滑动变阻器W；其中，控制芯片U1的1号引脚接地，2号引脚和6号引脚通过滑动变阻器W接地，同时2号引脚和6号引脚与所述第二继电器J2的触点开关J2-1和电阻R串联后与所述电源降压模块相连接，3号引脚与第一继电器J1线圈一端相连接，4号引脚和8号引脚与所述电源降压模块相连接，5号引脚通过第二电容器C2接地，7号引脚不接入电路，第一电容器C1与由所述第二继电器J2的触点开关J2-1和电阻R组成的串联电路的两端相并联。当充电单元转为涓流充电时，启动模块203的继电器线圈失电，触点开关J2-1断开，由第一电容器C1和滑动变阻器W构成的RC电路开始工作，当第一电容器C1经由滑动变阻器充电达到一定值(约8V时)至NE555的2号引脚和6号引脚电压下降到一定值(小于4V)时，3号引脚输出高电位(本发明方案的时延量按C*W*1.1＝7200秒进行估算；具体到本实施例中，将滑动变阻器W的值设置为4.7MΩ时，时延约为2小时)，此时，第一继电器J1线圈失电，第一继电器J1的触点开关J1-1断开，整个延时断电充电装置停止工作，从而实现断电功能。图3为本发明实施例提供的一种电动车延时断电充电装置与普通充电器的充电对比时序图。图4为本发明实施例提供的一种电动车延时断电充电装置的实物图。
为了帮助用户间接地掌握蓄电池的储放电性能，可以在上述延时断电充电装置基础上增加计时单元，所述第一继电器J1采用具有两个触点开关的继电器实现，即具有触点开关J1-1和触点开关J1-2；所述计时单元包括电池模块、计时器模块(在本实施例中具体为石英钟)和计时开关模块；其中，所述电池模块、计时器模块和计时开关模块依次串联构成回路，所述计时开关模块为所述第一继电器J1的第二触点开关J1-2，所述第一继电器J1的第一触点开关J1-1的两端与所述充电单元100的开关模块104相并联。该计时单元可以由电池、石英钟和第一继电器的第二触点开关依次串联构成回路。当第一继电器线圈通电时，第二触点开关闭合，计时单元开始计时；当第一继电器的线圈失电时，第二触点开关断开，计时单元停止计时。图5为本发明实施例提供的一种电动车自动延时断电充电装置的计时单元电路示意图。
本发明提供的一种电动车自动延时断电充电装置，通过在充电单元基础上增加自动延时断电单元，使在充电完成后控制电路自动切断充电电源，确保蓄电池充好电、不过充。同时，通过增加计时单元，可以有效记录蓄电池从开始充电到完成充电全程所耗时间，帮助用户间接地掌握蓄电池的储放电性能。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电动车自动延时断电充电装置，其特征在于，包括充电单元和自动延时断电单元；
所述充电单元包括充电模块、电源降压模块、检测模块和开关模块；
所述自动延时断电单元包括控制模块、继电器模块和启动模块；
其中，所述开关模块输入端与220V市电相连接，所述电源降压模块输入端与所述开关模块输出端相连接，所述充电模块输入端与电源降压模块输出端相连接，被充电电池组与充电模块输出端相连接，所述检测模块与充电模块相连接；
所述启动模块与控制模块相连接，所述控制模块与继电器模块相连接，同时，启动模块还与充电单元中的电源降压模块和检测模块相连接，当充电单元的恒流充电完成时，检测模块从恒流充电指示状态转为涓流充电指示状态；所述继电器模块与充电单元中的电源降压模块和开关模块相连接；
所述继电器模块包括：第一继电器、第一吸收二极管；
其中，所述第一继电器线圈两端与第一吸收二极管并联，同时，所述第一继电器的线圈一端与控制模块相连接，另一端与电源降压模块相连接，所述第一继电器的触点开关两端与所述开关模块相并联；
所述启动模块包括：第二继电器、第二吸收二极管、三极管；
其中，所述第二继电器线圈两端与第二吸收二极管并联，同时，所述第二继电器的线圈一端与电源降压模块相连接，另一端与所述三极管的集电极相连接，所述三极管的基极与检测模块相连接，所述三极管的发射极接；
所述控制模块包括：控制芯片、第一电容器、第二电容器、电阻、滑动变阻器；所述控制芯片为时基集成电路NE555；其中，控制芯片的1号引脚接地，2号引脚和6号引脚通过滑动变阻器接地，同时2号引脚和6号引脚与所述第二继电器的触点开关和电阻串联后与所述电源降压模块相连接，3号引脚与第一继电器的线圈一端相连接，4号引脚和8号引脚与所述电源降压模块相连接，5号引脚通过第二电容器接地，7号引脚不接入电路，第一电容器与由所述第二继电器的触点开关和电阻组成的串联电路的两端相并联。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括计时单元，所述第一继电器采用具有两组独立触点开关的继电器；所述计时单元包括电池模块、计时器模块和计时开关模块；其中，所述电池模块、计时器模块和计时开关模块依次串联构成回路，所述计时开关模块为所述第一继电器的第二组触点开关，所述第一继电器的第一组触点开关两端与所述开关模块相并联。
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