CN113871732B - 智能铅酸蓄电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能铅酸蓄电池，所述智能铅酸蓄电池包括蓄电池主体、上盖壳以及智能控制器，所述蓄电池主体包括向上延伸的正极和负极；所述上盖壳安装在所述蓄电池主体的上方，所述上盖壳内设置有两个沿纵向延伸的安装套，分别套合在所述正极和负极上，所述上盖壳还设有散热装置，用于对电极和蓄电池主体进行散热；所述智能控制器固定安装于所述上盖壳，所述智能控制器包括检测控制电路，用于检测蓄电池主体的充放电电流，以在充放电电流突然变大时，调整蓄电池主体的电流大小。本发明的智能铅酸蓄电池能够防止蓄电池发生过热以及电极板软化的情况，大大提升铅酸蓄电池的使用寿命。

Description

智能铅酸蓄电池

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，特别涉及一种智能铅酸蓄电池。

背景技术

铅酸蓄电池（VRLA），是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。铅酸蓄电池的充电是将外部直流电源连在蓄电池上进行充电，使电能转化成化学能储存起来。放电是电能从电池中释放出来去驱动外部设备。

然而，现有的铅酸蓄电池在大电流充电或者突然负载增大时，常常会导致电池发生过热以及电极板软化的情况，从而降低了铅酸蓄电池的使用寿命，提升了铅酸蓄电池使用的安全风险。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种智能铅酸蓄电池，旨在解决现有的铅酸蓄电池在使用时，不能有效降低电池发热以及电池极板软化的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种智能铅酸蓄电池，包括：

蓄电池主体，包括向上延伸的正极和负极；

上盖壳，安装在所述蓄电池主体的上方，所述上盖壳内设置有两个沿纵向延伸的安装套，分别套合在所述正极和负极上，所述上盖壳还设有散热装置，用于对电极和蓄电池主体进行散热；以及，

智能控制器，固定安装于所述上盖壳，所述智能控制器包括检测控制电路，用于检测蓄电池主体的充放电电流，以在充放电电流突然变大时，调整蓄电池主体的电流大小。

可选的，各所述安装套内均设有温度传感器，所述智能控制器与各温度传感器电性连接，用于检测所述正极和负极的温度。

可选的，所述智能控制器与所述散热装置电性连接，所述智能控制器在检测过温度后，控制所述散热装置对所述正极和负极进行散热。

可选的，所述散热装置包括两个风扇，所述风扇分别对应所述正极和负极设置在所述上盖壳的侧壁上，所述上盖壳的侧壁上还开设有进风口和出风口。

可选的，所述进风口和所述出风口处设有防尘网。

可选的，所述散热装置为水冷装置，所述水冷装置包括冷却液管套、输液管、储液箱和微型水泵，所述冷却液套管套合在所述安装套上，所述安装套和冷却液套管之间涂抹有硅脂，所述微型水泵来用于驱动冷却液循环。

可选的，所述安装套的材质为氧化铝陶瓷。

可选的，所述蓄电池主体的上盖壳设有多个排气孔，用于排除所述蓄电池主体内部产生的气体；所述上盖壳内设有多个排气腔室，各所述排气孔与各所述排气腔室的进气口对应连通，所述排气腔室的出气口固定设置于所述上盖壳。

可选的，所述排气腔室为弹性球体，用于暂时收集蓄电池内排出的气体。

可选的，每两个所述排气腔室相邻设置，且相邻两个所述排气腔室之间设置有红外线探测器，用于检测所述排气腔室是否到达最大储气量。

可选的，所述智能控制器与所述红外线探测器电性连接，所述智能控制器还包括信号灯，所述红外线探测器在检测到所述排气腔室达到最大储气量时，反馈给所述智能控制器，以使得所述信号灯发出警报信号。

可选的，所述智能控制器还包括无线通信模块，所述无线通信模块与负载通讯连接。

可选的，按重量份计，所述弹性球体的组分为：甲基乙烯基硅橡胶30～60份，氯丁橡胶20~50份，白炭黑15～40份，羟基硅油1～15份，含氟弹性体0.5～20份，耐热添加剂0.1～10份，硫化剂0.2-1份。

本发明的技术方案中，铅酸蓄电池进行大电流充电或者突然负载增大时，通过在蓄电池主体上的上盖壳内设置所述散热装置，对电极和蓄电池主体进行散热，并结合所述智能控制器，检测充放电电流的大小，以在充放电电流突然变大时，调整蓄电池主体的电流大小，防止蓄电池发生过热以及电极板软化的情况，大大提升铅酸蓄电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的智能铅酸蓄电池一实施例的结构示意图；

图2为图1中上盖壳的内部结构图；

图3为图1中智能控制器的检测控制电路的电路原理图。

标号说明：100-智能铅酸蓄电池，1-蓄电池主体，11-正极，12-负极，2-上盖壳，21-安装套，22-散热装置，23-进风口，24-出风口，25-排气腔室，26-红外线探测器，27-呼吸阀，3-智能控制器。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

现有的铅酸蓄电池在大电流充电或者突然负载增大时，常常会导致电池发生过热以及电极板软化的情况，从而降低了铅酸蓄电池的使用寿命，提升了铅酸蓄电池使用的安全风险。鉴于此，本发明提出一种智能铅酸蓄电池，图1为本发明一实施例提供的智能铅酸蓄电池的结构示意图，如图1所示，所述智能铅酸蓄电池100包括蓄电池主体1、上盖壳2以及智能控制器3。

具体的，所述蓄电池主体1包括向上延伸的正极11和负极12，用以连接导线；所述上盖壳2安装在所述蓄电池主体1的上方，且与所述蓄电池主体1上方构成封闭结构，所述上盖壳2的壳内设置有两个沿纵向延伸的安装套21，分别套合在所述正极11和负极12上，需要说明的是，为防止漏电，所述安装套21为绝缘材质，并且，所述安装套21与电极之间密封连接；所述上盖壳2的侧壁上还设有散热装置22，所述散热装置22靠近所述正极11和负极12设置，用于对电极和蓄电池主体1进行散热，所述散热装置22可选择为风扇或者液冷装置；所述智能控制器3固定安装于所述上盖壳2上，所述智能控制器3包括检测控制电路，用于检测蓄电池主体1的充放电电流，以在充放电电流突然变大时，调整蓄电池主体1的电流大小；在实际使用过程中，如使用大功率充电器，会使得电流过大从而引起电极以及所述蓄电池主体1发热严重，此时不仅可用所述散热装置22进行散热，并且可通过所述智能控制器3控制充电电流减小到某一设定值，从而进一步降低电极和所述蓄电池主体1的发热情况；并且，在负载突然增大，也即放电电流变化过大时，会导致铅酸蓄电池极板软化，降低蓄电池寿命的情况，此时可通过所述智能控制器3控制充电电流减小到某一设定值。

需要说明的是，通过检测控制电路控制充放电的电流大小为本领域的公知常识，在中国专利CN104821623A中，即公开了一种蓄电池充电器，其包括电源模块、检测电路、微处理电路、恒压恒流电路和MOS驱动电路；检测电路用于对蓄电池当前的充电状态进行检测，并将检测结果发送至微处理电路；微处理电路用于根据检测结果生成阶段控制信号，并将阶段控制信号发送至恒压恒流电路；恒压恒流电路用于将阶段控制信号转换为PWM控制信号，以控制MOS驱动电路对蓄电池进行充电；MOS驱动电路用于将PWM控制信号转换为驱动信号，以驱动对所述蓄电池的充电。可见，在本领域中已有使用控制电路按阶段控制充电电流，本发明的检测控制电路，其功能的实现与其相似，请参阅图3，通过检测电路测得蓄电池的充放电电流大小，并反馈给微处理电路，并将阶段控制信号发送至恒压恒流电路，对充放电电流进行调整；恒压恒流电路用于将阶段控制信号转换为PWM控制信号，以控制MOS驱动电路对蓄电池进行充放电。另外，所述智能控制器3还包括温控模块，用于控制散热装置22进行散热。

本发明的技术方案中，铅酸蓄电池进行大电流充电或者突然负载增大时，通过在蓄电池主体1上的上盖壳2内设置所述散热装置22，对电极和蓄电池主体1进行散热，并结合所述智能控制器3，检测充放电电流的大小，以在充放电电流突然变大时，调整蓄电池主体1的电流大小，防止蓄电池发生过热以及电极板软化的情况，大大提升铅酸蓄电池的使用寿命。

进一步的，各所述安装套21内均设有温度传感器，用于检测电极的温度，所述智能控制器3与各温度传感器电性连接，以将检测到的所述正极11和负极12的温度，发送给所述智能控制器3。优选的，所述温度传感器为热敏电阻，所述智能控制器3与热敏电阻电性连接，以接受电极的温度。

更进一步的，所述智能控制器3与所述散热装置22电性连接，所述智能控制器3在检测过温度后，控制所述散热装置22对所述正极11和负极12进行散热；优选的，当选择所述散热装置22为风扇时，可通过所述智能控制器3根据温度来控制风扇的转速；当然，所述散热装置22可设为水冷装置，所述水冷装置包括冷却液管套、输液管、储液箱和微型水泵，将冷却液套管套合在所述安装套21上，并在所述安装套21和冷却液套管之间涂抹硅脂，并通过微型水泵连接输液管和储液箱，来对冷却液进行循环。为防止温度上升太高，以使得所述散热装置22来不及散热，所述智能控制器3还包括警报器，在检测到温度到达一特定值后，通过控制警报器发出警报，来提醒人们铅酸蓄电池发生过热，有危险发生。

优选的，所述散热装置22包括两个风扇，所述风扇分别对应所述正极11和负极12设置在所述上盖壳2的侧壁上，所述上盖壳2的侧壁上还开设有进风口23和出风口24。当然，进风口23和出风口24可设置多个，且靠近所述风扇或正对风扇设置，以便于所述蓄电池主体1和电极的散热，这里不再详细赘述。当然，为防止灰尘由所述进风口23和出风口24进到所述上盖壳2内，所述进风口23和出风口24处还设有防尘网。

优选的，所述安装套21的材质为氧化铝陶瓷，氧化铝陶瓷具有良好的绝缘性和导热性，通过所述安装套21，能够更好的将蓄电池主体1和电极上的热量传递出去；并且，所述氧化铝陶瓷通过环氧树脂紧密套在电极上。

当蓄电池充电将达到顶点时，充电电流只被用来分解电解液中的水，此时，电池正极产生氧气，负极产生氢气，气体会从蓄电池中溢出，造成电解液减少，需不定时加水；并且，在高温环境下，电解液中的水分也会发生蒸发。为了排除蓄电池内电解产生的氢气、氧气以及水蒸气，请参阅图1和图2，所述蓄电池主体1的上盖壳设有多个排气孔，用于排除所述蓄电池主体1内部产生的气体；所述上盖壳2内设有多个排气腔室23，各所述排气孔与各所述排气腔室23的进气口对应连通，所述排气腔室23的出气口固定设置于所述上盖壳2，这样所述蓄电池主体1内的气体即可与外界连通。优选的，在所述排气腔室23的出气口处设置呼吸阀，可根据所述蓄电池主体1内的气压来进行开放，此为现有技术，这里不在详细赘述。

进一步的，所述排气腔室23为弹性球体，用于暂时收集蓄电池内排出的气体，为减少所述蓄电池主体1内的电解液中的水分流失，水蒸气可在所述排气腔室23内凝结，然后再流回所述蓄电池主体1内。未防止所述排气腔室23的出气口或者呼吸阀27堵住坏掉，将所述排气腔室23设为弹性球体，可更多地容纳所述蓄电池主体1内产生的气体；并且，通过制造工艺设定弹性球体的厚度，来控制所述排气腔室23的承压阈值，即可在所述排气腔室23的出气口或者呼吸阀27堵住坏掉的情况下，通过弹性球体的破裂来释放气体，从而避免了所述蓄电池主体1内的气体因堆积而产生的爆炸。

更进一步的，在所述排气腔室23的出气口或者呼吸阀27堵住坏掉的情况下，每两个所述排气腔室23相邻设置，且相邻两个所述排气腔室23之间设置有红外线探测器26，用于检测所述排气腔室23是否到达最大储气量，在弹性球体状的排气腔室23发生膨胀时，相邻的两个所述排气腔室23碰撞在一起，即挡住了所述红外线探测器26发出的红外线，此时所述红外线探测器26反馈出信号，确定所述排气腔室23到达了最大储气量，可避免弹性球体的破裂。

为使所述呼吸阀27堵塞后，及时了解所述蓄电池主体1内的气压状况，所述智能控制器3与所述红外线探测器26电性连接，所述智能控制器3还包括信号灯，所述红外线探测器26在检测到所述排气腔室23达到最大储气量时，反馈给所述智能控制器3，以使得所述信号灯发出警报信号，以提醒使用者，在所述排气腔室23的出气口或者呼吸阀27出现堵塞，所述蓄电池主体1内部的气体堆积，需要释放。

当然，为提升所述智能铅酸蓄电池100的智能性，所述智能控制器3还包括无线通信模块，通过无线传输的方式将电池和电极温度，发送到负载的显示界面上，例如电动车，电动自行车等。

为提升所述排气腔室的膨胀性，按重量份计，所述弹性球体的组分为：甲基乙烯基硅橡胶30～60份，氯丁橡胶20~50份，白炭黑15～40份，羟基硅油1～15份，含氟弹性体0.5～20份，耐热添加剂0.1～10份，硫化剂0.2-1份。

所述弹性球体制备时，通过将甲基乙烯基硅橡胶、氯丁橡胶、白炭黑、羟基硅油份、含氟弹性体、耐热添加剂进行混合、密炼、过滤，再加上硫化剂进行硫化，即可得到弹性较好，且具有很强的耐腐蚀性的材料，由此制得的弹性球体，拉伸强度高且耐腐蚀，使用效果出色。具体步骤如下：首先将准备30～60份甲基乙烯基硅橡胶，20~50份氯丁橡胶，15～40份白炭黑，1～15份羟基硅油，0.5～20份含氟弹性体，0.1～10份耐热添加剂的配料，然后加入到高压搅拌机中，将配料常温下混合均匀，再升温密炼1～3小时；最后，抽空0.5～1.5小时，出料再过滤即可，出料温度控制在150°C以上；将过滤后出料的100份基础胶中加入0.2-1份硫化剂，在开炼机上混合均匀，175°C平板硫化机上5分钟即可硫化完全。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能铅酸蓄电池，其特征在于，包括：

蓄电池主体（1），包括向上延伸的正极（11）和负极（12）；

上盖壳（2），安装在所述蓄电池主体（1）的上方，所述上盖壳（2）内设置有两个沿纵向延伸的安装套（21），分别套合在所述正极（11）和负极（12）上，所述上盖壳（2）还设有散热装置（22），用于对电极和蓄电池主体（1）进行散热；以及，

智能控制器（3），固定安装于所述上盖壳（2），所述智能控制器（3）包括检测控制电路，用于检测蓄电池主体（1）的充放电电流，以在充放电电流突然变大时，调整蓄电池主体（1）的电流大小；

所述蓄电池主体的上盖壳（2）设有多个排气孔，用于排除所述蓄电池主体（1）内部产生的气体；所述上盖壳（2）内设有多个排气腔室（25），各所述排气孔与各所述排气腔室（25）的进气口对应连通，所述排气腔室（25）的出气口固定设置于所述上盖壳（2）；

所述排气腔室（25）为弹性球体，用于暂时收集蓄电池主体（1）内排出的气体；

每两个所述排气腔室（25）相邻设置，且相邻两个所述排气腔室（25）之间设置有红外线探测器（26），用于检测所述排气腔室是否到达最大储气量；

所述智能控制器（3）与所述红外线探测器（26）电性连接，所述智能控制器（3）还包括信号灯，所述红外线探测器（26）在检测到所述排气腔室（25）达到最大储气量时，反馈给所述智能控制器（3），以使得所述信号灯发出警报信号。

2.如权利要求1所述的智能铅酸蓄电池，其特征在于，各所述安装套（21）内均设有温度传感器，所述智能控制器（3）与各温度传感器电性连接，用于检测所述正极（11）和负极（12）的温度。

3.如权利要求2所述的智能铅酸蓄电池，其特征在于，所述智能控制器（3）与所述散热装置（22）电性连接，所述智能控制器（3）在检测过温度后，控制所述散热装置（22）对所述正极（11）和负极（12）进行散热。

4.如权利要求2所述的智能铅酸蓄电池，其特征在于，所述散热装置（22）包括两个风扇，所述风扇分别对应所述正极（11）和负极（12）设置在所述上盖壳（2）的侧壁上，所述上盖壳（2）的侧壁上还开设有进风口和出风口。

5.如权利要求1所述的智能铅酸蓄电池，其特征在于，所述安装套（21）的材质为氧化铝陶瓷。

6.如权利要求1所述的智能铅酸蓄电池，其特征在于，按重量份计，所述弹性球体的组分为：甲基乙烯基硅橡胶30～60份，氯丁橡胶20~50份，白炭黑15～40份，羟基硅油1～15份，含氟弹性体0.5～20份，耐热添加剂0.1～10份，硫化剂0.2-1份。