CN113315212B - 电动自行车电池过热及充电器自动断电保护装置 - Google Patents

电动自行车电池过热及充电器自动断电保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电动自行车电池过热及充电器自动断电保护装置，属于电器设备保护领域；包括电池过热保护装置和电池充满电后自动断电保护装置，电池过热保护装置工作在电池充电过程中，当电池因内部短路等故障而出现局部过热并有发生爆炸的隐患时该装置可及时切断电路，一旦电池自燃也可有效将火焰限制在隔热箱内；电池充满电后自动断电保护装置工作在电池充电完成后，充电器的绿灯亮起则自动进入浮充状态，浮充两小时后自动断电，电池过热保护装置包括五个温度传感器，一个隔热箱(内含两个小功率通风扇)；电池充满电后自动断电保护装置包括一个在电池充满电后可以使充电器自动断电的保护电路，保护电路安装于充电器上，并从充电器取电。

Description

电动自行车电池过热及充电器自动断电保护装置
技术领域
本发明涉及一种电动自行车电池保护装置。
背景技术
电动自行车因其环保、性价比高、驾驶方法简单、方便省力以及可自行在家充电等优势近年来成为许多人青睐的代步工具，保有量在逐年上升。
目前市面上的电动车电池为铅蓄电池或锂电池，铅蓄电池体积、重量较大，车主大多选择在充电桩充电，锂电池体积小、重量轻，自行在家充电对车主来说是方便且划算的选择，然而许多人白天骑车晚上充电，充满电时往往是在凌晨人们熟睡时，因此电池过充是一个十分普遍的现象，由此产生的安全隐患也是悬在车主及其家人头上的达摩克利之剑。
发明内容
针对电动化自行车电池过充可能存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种电动自行车电池过热及充电器自行断电保护装置，装置的设备结构较为简单，可有效降低电池过充及充电过程中电池因故障过热而发生危险的可能性，提高电动车电池使用的安全性，降低事故发生的概率。
技术方案为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是，电动自行车电池过热及充电器自动断电保护装置，包括电池充电过程中电池本身过热断电保护装置和充满电后自动断电保护装置，自动断电保护装置的控制信号从充电器的绿色指示灯两端取电压，使继电器K1带电，K1常开触点使时间继电器带电，时间继电器预先设置好延迟时长，延时结束时间继电器的延时触头断开使开关继电器K2带电，继电器K2控制接在充电回路中的常闭触点断开，切断电源。
进一步的，五个温度传感器分别通过固定装置紧贴在电池的四个侧壁和上端面，温度传感器可将热量传递给在传感器内部的正温度系数热敏电阻，热敏电阻彼此串联接入充电器自动断电保护装置的电路中N线上，热敏电阻设定温度为60℃(电动自行车电池正常工作的温度为-20℃~60℃)，任何一个热敏电阻通过温度传感器探测到60℃及以上的高温都会阻值骤升，切断电路，迫使充电停止。
进一步的，电动车电池发生剧烈燃烧时温度在1100℃~1200℃之间，隔热箱内层由镀锌钢板制成，外层由可耐1200℃以上高温的陶瓷制成，即便发生极端情况电池自燃，断电后电池继续燃烧的情况下隔热箱也能将火焰控制在箱内，防止火灾发生。
进一步的，在隔热箱的左右侧壁安装两个直径在10cm以内的小型通风扇，通风扇呈对角布置，在电池充电时使箱内保持良好的通风散热，两通风扇分别与电池并联接入电路。
进一步的，在箱体内侧，在两个通风扇开口上方通过铰链与磁铁各固定一个边长为10cm的方形镀锌钢板，在方形钢板脱离磁铁固定时会在重力作用下绕铰链向下转动，静止后可将通风扇开孔完全盖住，在方形钢板由磁铁固定住时，在箱体内侧钢板与方形钢板重合部分处固定一感温的双金属片，双金属片在温度达到100℃及以上时会发生形变，双金属片形变会推动钢板脱离磁铁固定进而盖住通风扇开孔，可以有效防止电池发生燃烧情况时火焰通过通风扇开孔向外蔓延，同时也可以起到隔绝空气和电池燃烧产生的有毒气体的作用。
本发明的有益效果是，通过电动车电池充电过程中过热保护和电池充满电后充电器自动断电保护装置的设置，可使电动自行车电池在充电过程中一旦出现内部故障导致电池本身过热时可以及时切断电源，断电后若电池仍持续发热直至燃烧，隔热箱也可以起到隔绝外部空气灭火并将有限的火焰限制在箱内的作用，电池正常充电直至绿灯亮起后，充电器自动断电保护装置会使电池继续浮充两小时，浮充结束立即断电，可有效避免电池长时间过充，极大地提高了车主夜间为电池充电的安全性。
附图说明
图1是本发明的左视图；
图2是本发明的右视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明的充电器自动断电保护装置的电路原理图。
附图标记说明：用于闭合隔热箱盖的固定装置1、3、9，用于固定隔热箱盖的铰链2，隔热箱左侧磁铁4，隔热箱左侧双金属片5，隔热箱左侧方形镀锌钢板6，隔热箱左侧固定方形钢板的铰链7，隔热箱左侧风扇8，隔热箱右侧磁铁10，隔热箱右侧双金属片11，隔热箱右侧方形镀锌钢板12，隔热箱右侧固定方形钢板的铰链13，隔热箱右侧风扇14，一分四电缆快速接头15，隔热箱氧化铝陶瓷层16，隔热箱镀锌钢板层17，电池插头连接件18，充电器电缆19，充电器及自动断电保护装置20，充电器插头21，用于向隔热箱左侧通风扇供电的电缆22，用于向隔热箱左侧通风扇供电的电缆23，温度传感器24，用于将温度传感器固定在电池表面的松紧带25，用于将热敏电阻接入充电器自动断电保护装置电路的电缆26，用于向电池供电的电缆27。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
电动自行车电池过热及充电器自动断电保护装置，包括隔热箱1和用于将5个温度传感器24固定于电池表面的松紧带25、两个通风扇8、14安装于隔热箱1侧面，在电路中分别与电池并联、两片边长为10cm的方形钢板6、12、两个固定钢板的铰链7、13、两片双金属片5、11、隔热箱盖28，隔热箱盖固定装置2、贯穿箱体的一分四电缆快速接头15与自动断电保护装置21相连、自动断电保护装置21接于充电器电路中。
更具体地，隔热箱1长70cm，宽50cm，高50cm，由内外两层结构组成，内层为镀锌钢板17，厚1cm，外层为氧化铝陶瓷16，厚度2cm，在隔热箱左右两个侧面各开一个边长8cm的方孔用来安装通风扇8、14，两通风扇8、14呈对角布置，左侧通风扇8进气，右侧通风扇14出气，增强散热效果，通风扇电源线22、23通过一分四电缆快速接头15由电池电源线27并联引出，在隔热箱的陶瓷层16内侧应刻有合适的凹槽用以布置通风扇电源线22、23，在电路原理图上两通风扇8、14分别与电池并联，隔热箱1右侧面开有一长5cm宽3cm的矩形孔，一分四电缆快速接头15贯穿隔热箱，连通外部设备给电池和通风扇供电，同时将热敏电阻接入充电器保护回路中。
更具体地，一分四电缆快速接头15的电路应作以下改造：给两通风扇供电的电缆22、23并联接于给电池供电的电缆27，由温度传感器24控制的热敏电阻39通过电缆26串接于充电器自动断电保护装置的N线19上。
更具体地，在隔热箱1内侧，在两个通风扇开口上方通过铰链7、13与磁铁4、10各固定一个边长为10cm的方形镀锌钢板6、12，磁铁4、10固定于10cm方形钢板上，钢板6、12绕铰链7、13向上翻折可使磁铁4、10吸附于隔热箱内壁钢板17上，进而将方形钢板6、12固定住，在方形钢板6、12由磁铁固定住时，在箱体内侧钢板17与方形钢板6、12重合部分处固定一感温的双金属片5、11，双金属片5、11在温度达到100℃及以上时会发生形变，双金属片5、11形变会推动钢板6、12脱离磁铁4、10固定，方形钢板6、12会在重力作用下绕铰链7、13向下转动，静止后可将通风扇开孔完全盖住，由此可以有效防止电池发生燃烧情况时火焰通过通风扇开孔向外蔓延，同时也可以起到隔绝空气和电池燃烧产生的有毒气体的作用，可使火焰在耗尽箱内氧气后自动熄灭。
更具体地，自动断电保护装置的控制信号从充电器的绿色指示灯28引出(约2.8VDC)，控制继电器K1 29，K1 29常开触点30控制时间继电器JSS48A 31，时间继电器可在1秒至99小时之间任意设定，再用时间继电器的延时触头32控制继电器K2 33，其余控制元件为VT 34选用C8050型NPN三极管，VD1 35和VD2 36用1N4007二极管，R1 37选用1/4W，10KΩ微调电阻，R2 38选用1/4W，10KΩ金属膜电阻，自动断电保护装置的+12V电源从充电器的散热风扇处取。
当电动车电池充满电后，充电器上的绿色发光二极管28被点亮，在发光二极管上取电压经电阻R1 37加到三极管VT 34的基极上，VT 34导通后使继电器K1 29线圈通电，K129常开触点闭合，使时间继电器KT 31线圈通电开始计时，电池进入浮充状态，当时间达到预先的整定值时，延时常开触点32闭合，使开关继电器K2 33线圈通电，断开电源，电池浮充电结束。

Claims (1)

1.电动自行车电池过热及充电器自动断电保护装置，其特征在于，五个温度传感器(24)分别通过固定装置(25)紧贴在电池的四个侧面及上端面，固定装置(25)与隔热箱内壁(17)相连，隔热箱侧面贯穿一个一分四电缆快速接头(15)，电缆规格与标准电动自行车电池充电器所用电缆规格一致，箱内用于给电池充电的电缆(27)末端通过一插头连接装置(18)在充电时与电池充电端口相接，一根电缆(22)用于给一通风扇(8)供电，另一跟电缆(23)用于给另一通风扇(14)供电，还有一根电缆(26)用于将温度传感器控制的正温度系数热敏电阻(39)接入充电器断电保护装置(20)电路中，箱外电缆(19)与电池配套的充电器相连，充电器自动断电保护装置(20)外接于充电器上；
所述正温度系数热敏电阻(39)达到60℃及以上时阻值骤升，切断电路，迫使充电停止；
在隔热箱(1)内侧，在两个通风扇(8、14)开孔上方通过铰链(7、13)与磁铁(4、10)各固定一个方形镀锌钢板(6、12)，在方形镀锌钢板(6、12)脱离磁铁(4、10)固定后可将通风扇(8、14)开孔完全盖住，在方形镀锌钢板(6、12)由磁铁(4、10)固定住时，在箱体内侧钢板(17)与方形镀锌钢板(6、12)重合部分处固定一感温的双金属片(5、11)，双金属片(5、11)在温度达到100℃及以上时会发生形变，双金属片(5、11)形变会推动方形镀锌钢板(6、12)脱离磁铁(4、10)固定进而盖住通风扇(8、14)开孔，可以有效防止电池发生燃烧情况时火焰通过通风扇(8、14)开孔向外蔓延。
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