CN112531857A

CN112531857A - 一种蓄电池的电池热检测控制装置

Info

Publication number: CN112531857A
Application number: CN202011608778.2A
Authority: CN
Inventors: 申京; 郭昊; 宋腾; 张毓琪; 王昭赫; 李国成
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Zhejiang Chuangli Electronics Co Ltd; Information and Telecommunication Branch of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Zhejiang Chuangli Electronics Co Ltd; Information and Telecommunication Branch of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2040-12-30
Also published as: CN112531857B

Abstract

本发明公开了一种蓄电池的电池热检测控制装置，有效的解决了现有技术中存在蓄电池对温度进行控制的同时也检测充电电流的方式影响到了对蓄电池发生过充电问题判断的准确性的问题，本发明的温度检测电路对蓄电池E在进行充电时的温度信号进行检测，进而触发电流检测电路检测蓄电池E在进行充电时的充电电流信号，利用温度检测电路和电流检测电路通过控制信号输出电路的导通，进而实现交流电压源V1为蓄电池E的供电自动控制，也利用电流检测单路检测出蓄电池E的温度升高是否是因为充电电流过大的原因引起的，提高了对蓄电池发生过充电问题判断的准确性。

Description

一种蓄电池的电池热检测控制装置

技术领域

本发明涉及电池检测领域，特别是一种蓄电池的电池热检测控制装置。

背景技术

蓄电池已经成为人们在现代生活中不可缺少的一部分，其反复充电的特性更是受到人们追捧的原因之一。蓄电池在充电过程中，交流电压源提供的电能在蓄电池内部一部分转化为化学能，一部分转化为热能而散发出来，蓄电池在充电过程中出现发热是很正常的现象，因此针对于蓄电池在充电时的发热现象，例如汽车等质量要求高的设备都对蓄电池设置了温度控制系统，提高了蓄电池在进行充电时的安全性。

而在现有技术中，在利用温度控制系统对温度进行控制时，也同时检测蓄电池的充电电流信号是否过大来判断蓄电池是否产生了过充电现象，但是蓄电池在充电初期时的充电电流本来就高于后期的充电电流，且现有技术一般将初期的充电电流的大小设置过充电阈值，则后期的充电电流的大小一直达不到设置的标准值，但是此时有可能已经超过后期充电时的标准值，导致过充电的现象发生，进而影响到对蓄电池发生过充电问题判断的准确性。

因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种蓄电池的电池热检测控制装置，有效的解决了现有技术中存在蓄电池对温度进行控制的同时也检测充电电流的方式，影响到了对蓄电池发生过充电问题判断的准确性的问题。

其解决的技术方案是，一种蓄电池的电池热检测控制装置，所述控制装置包括温度检测电路、电流检测电路、信号输出电路，所述温度检测电路检测蓄电池在充电时的温度信号，当温度超过阈值时，电流检测电路导通开始检测蓄电池的充电电流信号，充电电流信号经过选频和积分后送入信号输出电路，在信号输出电路中温度信号进行与运算，当与运算输出高电平时，信号输出电路控制给蓄电池充电的交流电压源断开。

进一步地，所述温度检测电路包括温度传感器U1、带通滤波器和温度判断器，温度传感器U1检测到的温度信号经过带通滤波器滤波后送入温度判断器，当温度超过阈值时，温度判断器使得电流检测电路导通。

进一步地，所述带通滤波器包括电阻R1，温度传感器U1的out引脚和带通滤波器中电阻R1的一端通过二极管D1相连接，带通滤波器中电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接电阻R3的一端、温度传感器U1的gnd引脚相连接并接地，电容C2的另一端分别连接运放器U2B的反相端、电阻R4的一端，运放器U2B的同相端与电阻R3的另一端相连接，运放器U2B的输出端分别连接电容C1的另一端、电阻R4的另一端。

进一步地，所述温度判断器包括稳压管D2、三极管Q1、三极管Q2，稳压管D2的负极与带通滤波器中运放器U2B的输出端、电阻R4的另一端、电容C1的另一端相连接，稳压管D2的正极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极与电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极相连接，三极管Q2的集电极与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端与温度传感器U1的vcc引脚相连接并连接正极性电源VCC，三极管Q1的发射极分别连接带通滤波器中到的电阻R2的另一端、电阻R3的一端并接地。

进一步地，所述电流检测电路包括电流传感器U3、选频器、积分器，所述电流传感器U3与选频器、积分器依次连接，电流传感器U3的vcc引脚与温度传感器中三极管Q2的发射极相连接。

进一步地，所述选频器包括电阻R7，电阻R7的一端与电流传感器U3的out引脚相连接，电阻R7的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端分别连接电阻R8的一端、电容C4的一端，电阻R8另一端分别连接电容C4的另一端、电流传感器U3的gnd引脚并接地。

进一步地，所述积分器包括电阻R9，电阻R9的一端与选频器的电容C3的另一端相连接，电阻R9的另一端分别连接电容C6的一端、运放器U4B的同相端，电容C6的另一端分别连接选频器中的电容C4的另一端、电阻R8的另一端、电流传感器U3的gnd引脚并接地，运放器U4B的反相端分别连接电阻R10的一端、电容C5的一端，运放器U1B的输出端与电容C5的另一端相连接，电阻R10的另一端接地。

进一步地，所述信号输出电路包括与门、三极管Q4、继电器K1，与门将充电电流信号与温度信号进行与运算，当与运算输出高电平时，三极管Q4导通，三极管Q4将降温电路导通，且三极管Q4控制继电器K1的引脚1和引脚2断开连接，交流电压源停止为蓄电池供电。

进一步地，所述与门包括与门U5A，与门U5A的1引脚与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端通过晶闸管Q4与电流检测电路相连接，与门U5A的16引脚通过电阻R12与温度检测电路相连接。

进一步地，所述三极管Q4的基极通过电阻R13与与门相连接，三极管Q4的集电极分别连接继电器K1的4引脚、降温电路、稳压管D3的正极，继电器K1的3引脚分别连接稳压管D3的负极、电流检测电路中的电阻R15的另一端，继电器K1的1引脚分别连接蓄电池E的负极、电流检测电路中的电阻R10的另一端相接地，蓄电池E的正极连接交流电源V1的一端，交流电压源V1的另一端连接继电器K1的2引脚，三极管Q4的发射极通过电阻R14与电流检测电路相连接。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）通过设置温度检测电路来自动检测蓄电池E在充电时的温度，电流检测电路用来防止交流电压源V1对蓄电池E形成过充电的问题，利用温度检测电路来控制电流检测电路的通断，则避免了蓄电池在刚开始充电时就进行充电电流检测，而导致在充电后期的充电电流大小完全达不到初期充电电流大小的标准值，进而影响到对蓄电池过充电问题检测的准确性的问题，利用电流检测电路提高温度检测电路在对交流电压源V1为蓄电池E供电进行控制的准确性，形成蓄电池E在充电时的保护电路，增加交流电压源V1为蓄电池E进行充电时的安全性，也避免了一部分人在感受到蓄电池E在进行充电时开始发热即断电，影响到蓄电池E的充电进程；

（2）通过电容C5、电容C6、运放器U4B组成的积分器来检测充电电流信号的增大是否是瞬时的，提高对充电电流信号检测的准确性，通过信号输出电路中的与门U5A、三极管Q4对继电器K1进行控制，进而实现交流电压源V1为蓄电池E供电的自动控制。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种蓄电池的电池热检测控制装置，应用在汽车等设备的充电接口处，所述温度检测电路利用温度传感器检测蓄电池E在充电时的温度信号，温度信号经二极管D1传输至利用电阻R1、电容C1、电阻R4、电容C2、运放器U2B组成的带通滤波器上进行带通滤波，若稳压管D2被导通时，则表明蓄电池E在充电时温度异常升高，则此时稳压管D2通过电阻R5将三极管Q1导通，三极管通过电阻R6将三极管Q2导通进而电流检测电路触发导通，同时三极管Q1将温度信号传输至信号输出电路中，所述电流检测电路被温度检测电路触发导通时，电流传感器U3开始检测蓄电池E在充电时的充电电流信号，利用电阻R7、电容C3、电阻R8、电容C4组成选频网络对充电电流信号进行选频，只将充电电流信号向电容C5、电容C6、运放器U4B组成的积分器上传输，利用积分器对蓄电池E的充电电流信号进行积分，检测蓄电池E的充电电电流信号的幅值增大是否是瞬时的，若是充电电流信号的幅值一直在增大且增大到蓄电池E所能承受的最大充电电流的幅值时，则积分器输出的充电电流信号则将信号输出电路中的晶闸管Q3导通，所述信号输出电路利用电阻R12接收温度检测电路输出的温度信号，利用晶闸管Q3接收电流检测电路输出的充电电流信号，当晶闸管Q3导通时，将充电电流信号传输至与门U5A上，当温度信号和充电电流信号两者都存在时，与门U5A输出高电平将三极管Q4导通，三极管Q4进而使继电器K1的引脚1和引脚2从连接状态改为断开状态，交流电压源V1无法继续为蓄电池E供电，同时三极管Q4将降温电路启动，使得降温电路为蓄电池E开始降温，避免了一部分人在感受到蓄电池E在进行充电时开始发热即断电，影响到蓄电池E的充电进程；

所述温度检测电路利用温度传感器检测蓄电池E在充电时的温度信号，温度传感器采用型号类似于TS318-1B0814的红外温度传感器作为温度传感器U1，温度传感器U1检测到的温度信号经二极管D1传输至利用电阻R1、电容C1、电阻R4、电容C2、运放器U2B组成的带通滤波器上进行带通滤波，滤除其他频率的噪声，只保留温度信号所在的频率，以避免噪声信号影响到温度信号的准确性，在蓄电池E进行充电时，电能一部分转化为热能而表现出来，当蓄电池E只是轻微发热时，带通滤波器输出的温度信号无法将稳压管D2导通，若稳压管D2被导通时，则表明蓄电池E在充电时温度异常升高，则此时稳压管D2通过电阻R5将三极管Q1导通，三极管进而通过电阻R6将三极管Q2导通，正极性电源VCC通过电阻R15、三极管Q2将电流检测电路触发导通，同时三极管Q1将温度信号传输至信号输出电路中，包括温度传感器U1，温度传感器U1的vcc引脚与电阻R15的一端相连接并连接正极性电源VCC，温度传感器U1的out引脚与二极管D1的正极相连接，二极管D1的负极与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端，温度传感器U1的gnd引脚分别连接电阻R2的另一端、电阻R3的一端、三极管Q1的发射极并连接地，电容C2的另一端分别连接运放器U2B的反相端、电阻R4的一端，运放器U2B的同相端与电阻R3的另一端相连接，运放器U2B的输出端分别连接电容C1的另一端、电阻R4的另一端、稳压管D2的负极，稳压管D2的正极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极与电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极相连接，三极管Q2的集电极与电阻R15的另一端相连接；

所述电流检测电路被温度检测电路触发导通时，表明蓄电池已经过了蓄电池的初期充电到达了后期，则电流传感器U3开始检测蓄电池E在充电时的充电电流信号，电流传感器U3采用型号类似于AHKC-EKA的霍尔电流传感器，因蓄电池E在充电时是采用交流电压源，电流传感器U3采集到的充电电流信号也为交流信号，利用电阻R7、电容C3、电阻R8、电容C4组成选频网络对充电电流信号进行选频，将充电电流信号所在的50Hz的频率选择出来，只将充电电流信号向电容C5、电容C6、运放器U4B组成的积分器上传输，利用积分器对蓄电池E的充电电流信号进行积分，检测蓄电池E的充电电电流信号的幅值增大是否是瞬时的，若是瞬时的，则积分器输出的充电电流信号无法将信号输出电路中晶闸管Q3导通，将蓄电池在充电后期的充电电流的大小设置为晶闸管Q3的导通值即标准值，而若是充电电流信号的幅值一直在增大且增大到蓄电池E在后期所能承受的标准值时，则积分器输出的充电电流信号则将信号输出电路中晶闸管Q3导通，包括电流传感器U3，电流传感器U3的vcc引脚与温度检测电路中的三极管Q2的发射极相连接，电流传感器U3的out引脚与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端分别连接电阻R8的一端、电容C4的一端、电阻R9的一端，电流传感器U3的gnd引脚分别连接电容C4的另一端、电阻R8的另一端、电容C6的一端并接地，电阻R9的另一端分别连接电容C6的另一端、运放器U4B的同相端，运放器U4B的反相端分别连接电阻R10的一端、电容C5的一端，运放器U1B的输出端与电容C5的另一端相连接，电阻R10的另一端接地；

所述信号输出电路利用电阻R12接收温度检测电路输出的温度信号，利用晶闸管Q3接收电流检测电路输出的充电电流信号，当晶闸管Q3导通时，将充电电流信号通过电阻R11传输至与门U5A上，当温度信号和充电电流信号两者都存在时，与门U5A输出高电平通过电阻R13将三极管Q4导通，三极管Q4进而使继电器K1的线圈得电，则其引脚1和引脚2从连接状态改为断开状态，交流电压源V1断开与蓄电池E的连接，无法继续供电，同时三极管Q4将降温电路启动，使得降温电路为蓄电池E开始降温，形成蓄电池E在充电时的保护电路，增加交流电压源V1为蓄电池E进行充电时的安全性，也避免了一部分人在感受到蓄电池E在进行充电时开始发热即断电，影响到蓄电池E的充电进程，而当与门U5A上既没有温度信号，也没有充电电流信号存在时，则三极管Q3无法导通，继电器K1的引脚1和引脚2恢复至连接状态，交流电压源V1继续为蓄电池E供电，实现交流电压源V1对蓄电池E充电的自动控制，包括晶闸管Q3，晶闸管Q3的控制极分别连接电流检测电路中的运放器U4B的输出端、电容C5的另一端，晶闸管Q3的阴极分别连接电阻R14的一端、电流检测电路中的电容C6的一端、电容R8的另一端并接地，晶闸管Q3的阳极与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端与与门U5A的1引脚相连接，与门U5A的16引脚与电阻R12的一端相连接，电阻R12的另一端分别连接温度检测电路中的三极管Q1的集电极、电阻R6的一端，与门U5A的输出端与电阻R13的一端相连接，电阻R13的另一端与三极管Q4的基极相连接，三极管Q3的发射极与电阻R14的另一端相连接，三极管Q4的集电极分别连接继电器K1的4引脚、降温电路、稳压管D3的正极，继电器K1的3引脚分别连接稳压管D3的负极、电流检测电路中的电阻R15的另一端，继电器K1的1引脚分别连接蓄电池E的负极、电流检测电路中的电阻R10的另一端相接地，蓄电池E的正极连接交流电源V1的一端，交流电压源V1的另一端连接继电器K1的2引脚。

本发明在进行具体使用的时候，所述温度检测电路利用温度传感器检测蓄电池E在充电时的温度信号，温度信号经二极管D1传输至利用电阻R1、电容C1、电阻R4、电容C2、运放器U2B组成的带通滤波器上进行带通滤波，若稳压管D2被导通时，则表明蓄电池E在充电时温度异常升高，则此时稳压管D2通过电阻R5将三极管Q1导通，三极管通过电阻R6将三极管Q2导通进而电流检测电路触发导通，同时三极管Q1将温度信号传输至信号输出电路中，所述电流检测电路被温度检测电路触发导通时，电流传感器U3开始检测蓄电池E在充电时的充电电流信号，利用电阻R7、电容C3、电阻R8、电容C4组成选频网络对充电电流信号进行选频，只将充电电流信号向电容C5、电容C6、运放器U4B组成的积分器上传输，利用积分器对蓄电池E的充电电流信号进行积分，检测蓄电池E的充电电电流信号的幅值增大是否是瞬时的，而若是充电电流信号的幅值一直在增大且增大到蓄电池E在后期所能承受的标准值时，则积分器输出的充电电流信号则将信号输出电路中的晶闸管Q3导通，所述信号输出电路利用电阻R12接收温度检测电路输出的温度信号，利用晶闸管Q3接收电流检测电路输出的充电电流信号，当晶闸管Q3导通时，将充电电流信号传输至与门U5A上，当温度信号和充电电流信号两者都存在时，与门U5A输出高电平将三极管Q4导通，三极管Q4进而使继电器K1的引脚1和引脚2从连接状态改为断开状态，交流电压源V1无法继续为蓄电池E供电，同时三极管Q4将降温电路启动，使得降温电路为蓄电池E开始降温，避免了一部分人在感受到蓄电池E在进行充电时开始发热即断电，影响到蓄电池E的充电进程；

通过设置温度检测电路来自动检测蓄电池E在充电时的温度，电流检测电路用来防止交流电压源V1对蓄电池E形成过充电的问题，利用温度检测电路来控制电流检测电路的通断，则避免了蓄电池在刚开始充电时就进行充电电流检测，而导致在充电后期的充电电流大小完全达不到初期充电电流大小的标准值，进而影响到对蓄电池过充电问题检测的准确性的问题，利用电流检测电路提高温度检测电路在对交流电压源V1为蓄电池E供电进行控制的准确性，形成蓄电池E在充电时的保护电路，增加交流电压源V1为蓄电池E进行充电时的安全性，也避免了一部分人在感受到蓄电池E在进行充电时开始发热即断电，影响到蓄电池E的充电进程；通过电容C5、电容C6、运放器U4B组成的积分器来检测充电电流信号的增大是否是瞬时的，提高对充电电流信号检测的准确性，通过信号输出电路中的与门U5A、三极管Q4对继电器K1进行控制，进而实现交流电压源V1为蓄电池E的供电自动控制。

Claims

1.一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述控制装置包括温度检测电路、电流检测电路、信号输出电路，所述温度检测电路检测蓄电池在充电时的温度信号，当温度超过阈值时，电流检测电路导通开始检测蓄电池的充电电流信号，充电电流信号经过选频和积分后送入信号输出电路，在信号输出电路中温度信号进行与运算，当与运算输出高电平时，信号输出电路控制给蓄电池充电的交流电压源断开。

2.如权利要求1所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述温度检测电路包括温度传感器U1、带通滤波器和温度判断器，温度传感器U1检测到的温度信号经过带通滤波器滤波后送入温度判断器，当温度超过阈值时，温度判断器使得电流检测电路导通。

3.如权利要求2所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述带通滤波器包括电阻R1，温度传感器U1的out引脚和带通滤波器中电阻R1的一端通过二极管D1相连接，带通滤波器中电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别连接电阻R3的一端、温度传感器U1的gnd引脚相连接并接地，电容C2的另一端分别连接运放器U2B的反相端、电阻R4的一端，运放器U2B的同相端与电阻R3的另一端相连接，运放器U2B的输出端分别连接电容C1的另一端、电阻R4的另一端。

4.如权利要求2所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述温度判断器包括稳压管D2、三极管Q1、三极管Q2，稳压管D2的负极与带通滤波器中运放器U2B的输出端、电阻R4的另一端、电容C1的另一端相连接，稳压管D2的正极与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极与电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的基极相连接，三极管Q2的集电极与电阻R15的一端相连接，电阻R15的另一端与温度传感器U1的vcc引脚相连接并连接正极性电源VCC，三极管Q1的发射极分别连接带通滤波器中到的电阻R2的另一端、电阻R3的一端并接地。

5.如权利要求1所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述电流检测电路包括电流传感器U3、选频器、积分器，所述电流传感器U3与选频器、积分器依次连接，电流传感器U3的vcc引脚与温度传感器中三极管Q2的发射极相连接。

6.如权利要求5所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述选频器包括电阻R7，电阻R7的一端与电流传感器U3的out引脚相连接，电阻R7的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端分别连接电阻R8的一端、电容C4的一端，电阻R8另一端分别连接电容C4的另一端、电流传感器U3的gnd引脚并接地。

7.如权利要求5所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述积分器包括电阻R9，电阻R9的一端与选频器的电容C3的另一端相连接，电阻R9的另一端分别连接电容C6的一端、运放器U4B的同相端，电容C6的另一端分别连接选频器中的电容C4的另一端、电阻R8的另一端、电流传感器U3的gnd引脚并接地，运放器U4B的反相端分别连接电阻R10的一端、电容C5的一端，运放器U1B的输出端与电容C5的另一端相连接，电阻R10的另一端接地。

8.如权利要求1所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述信号输出电路包括与门、三极管Q4、继电器K1，与门将充电电流信号与温度信号进行与运算，当与运算输出高电平时，三极管Q4导通，三极管Q4将降温电路导通，且三极管Q4控制继电器K1的引脚1和引脚2断开连接，交流电压源停止为蓄电池供电。

9.如权利要求8所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述与门包括与门U5A，与门U5A的1引脚与电阻R11的一端相连接，电阻R11的另一端通过晶闸管Q4与电流检测电路相连接，与门U5A的16引脚通过电阻R12与温度检测电路相连接。

10.如权利要求8所述的一种蓄电池的电池热检测控制装置，其特征在于，所述三极管Q4的基极通过电阻R13与与门相连接，三极管Q4的集电极分别连接继电器K1的4引脚、降温电路、稳压管D3的正极，继电器K1的3引脚分别连接稳压管D3的负极、电流检测电路中的电阻R15的另一端，继电器K1的1引脚分别连接蓄电池E的负极、电流检测电路中的电阻R10的另一端相接地，蓄电池E的正极连接交流电源V1的一端，交流电压源V1的另一端连接继电器K1的2引脚，三极管Q4的发射极通过电阻R14与电流检测电路相连接。