CN201063352Y

CN201063352Y - 电动车专用铅酸蓄电池维护仪

Info

Publication number: CN201063352Y
Application number: CNU2007200801359U
Authority: CN
Inventors: 刘桄序
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2017-06-29

Abstract

本实用新型公开了一种便于个人使用的电动车专用铅酸蓄电池维护仪。本实用新型连接于电池充电器和电池之间，主要包括外壳部分和电路部分，其中，电路部分包括电源电路、电池维护电路、矩形波功率放大电路，所述电池维护电路包括矩形波产生电路，其特征在于：所述电路部分还包括电池电压检测电路；所述电池维护电路还包括阶段性维护电路、矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路及正负脉冲结合维护电路。对电池充电的同时，本实用新型根据检测到的电池电压和充电阶段及时间，通过单片机内置的程序，产生对电池进行维护的最佳脉冲电流，所以本实用新型能更好地保养和维护电动车电池，延长电动车电池的使用寿命。

Description

电动车专用铅酸蓄电池维护仪

技术领域

本实用新型涉及一种铅酸蓄电池维护仪，尤其涉及一种便于个人使用的电动车专用铅酸蓄电池维护仪，属于铅酸蓄电池的配套产品加工领域。

背景技术

近几年，电动车行业发展迅猛，电动自行车、电动三轮车、电动摩托车甚至电动汽车越来越常见，而所有电动车的动力来源都是电池，这种情况下，电池的寿命长短就显得比较重要。电动车铅酸蓄电池，以大容量、瞬间大电流放电、价格低廉等特点赢得电动车市场的认可，但由于电动车这个特殊行业对铅酸蓄电池的特定应用，在实际使用中对铅酸蓄电池的应用，是达不到铅酸蓄电池本身设计寿命时间的，其主要影响因素如下：(1)电池硫化程度加速结晶；(2)电池大电流放电对铅酸反应的制约；(3)电池在使用中超负荷应用，失去电池放电量平衡；(4)电池失水量过大。由于这些因素的存在，如果不加以对电池进行保养和维护，电动车用铅酸蓄电池只能达到设计寿命的1/4～1/3，这对电动车用户和生产厂家都将带来极大不便和浪费。

目前，市场上有商用电动车铅酸蓄电池修复仪，这种修复仪用于电动自行车维修点作为商业工具，一般是台式或柜式大型修复仪，其使用比较复杂，需要专业技术人员操作，而且不能自动检测电池电压并根据电压大小采用最合理的修复方式，所以这种修复仪不能达到最好的修复效果，更不能起到保养作用，也不便于个人使用，有很多的缺陷。另外也有少部分面向电动车个人使用的电池修复仪，但其设计仅有单纯的正脉冲叠加充电电源修复，或仅是单纯的并联于电动车电池上的负脉冲修复。这种修复仪仍然不具备因电池而施与正确方式修复的功能。这类修复仪甚至有可能会加快电池老化进程。如新电池，或容量在85％以上的电池，使用目前市面上的一些产品，如果控制不当，完全可能对电池产生极大的负作用，因为这些产品既没有电池生命状态检测功能，也没有对电池的保护功能。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便于个人使用的电动车专用铅酸蓄电池维护仪。

本实用新型是采用以下方式来达到上述目的的：

本实用新型连接于电池充电器和电池之间，主要包括外壳部分和电路部分，其中，电路部分包括电源电路、电池维护电路、矩形波功率放大电路，所述电池维护电路包括矩形波产生电路，所述电路部分还包括电池电压检测电路，电池电压检测电路的电源输入端与电源电路的电源输出端对应连接；所述电池维护电路还包括阶段性维护电路、矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路以及正负脉冲结合维护电路，阶段性维护电路、矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路以及正负脉冲结合维护电路的电源输入端均与电源电路的电源输出端对应连接，电池电压检测电路的信号输出端与阶段性维护电路的信号输入端连接，矩形波产生电路、矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路的公共信号输入端与阶段性维护电路的信号输出端连接，矩形波产生电路、矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路的公共信号输出端与正负脉冲结合维护电路的信号输入端连接。

实际应用中，在对电池充电的同时，本实用新型能根据检测到的电池电压和充电阶段及时间，通过单片机内置的程序，自动运行阶段性维护电路，判断应该进行充电维护还是单独维护。单片机内置的程序会自动运行矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路及正负脉冲结合维护电路，并选择最佳的方式对电池进行维护。

所述电路部分还包括状态指示电路，状态指示电路的电源输入端与电源电路的电源输出端对应连接。这个电路能将电池的容量信息、维护时间信息等反映在数码显示管上，让使用者一目了然。

所述电路部分还包括电源输入极性判别及转换电路、输出极性自动转换电路，电源输入极性判别及转换电路的电源输出端与电源电路的电源输入端对应连接，电源输入极性判别及转换电路的信号输出端与输出极性自动转换电路的信号输入端连接，输出极性自动转换电路的电源输入端与电源电路的电源输出端对应连接。这两个电路可以避免因市面不同规格电池与其充电器电源极性不同，而损坏仪器和有效保护电池。

所述电池电压检测电路是：第一个单片机的输入脚与第十四个电阻的一端连接，第十四个电阻的另一端与第十五个电阻的一端以及第五个电阻的一端共同相连，第五个电阻的另一端接地，第十五个电阻的另一端与第十六个电阻的一端相连，第十六个电阻的另一端依次经过第一个继电器、第三个二极管、第四个二极管、第三个电阻、第十个二极管后与电池的输入插座的一端连接；所述阶段性维护电路是：第十七个电阻的一端与第一个单片机的第二个输出脚连接，第十七个电阻的另一端与第一个三极管的基极连接，第一个三极管的集电极与第二个继电器的一端以及第五个二极管的正极共同连接，第一个三极管的发射极接地；所述矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路及正负脉冲结合维护电路是：第一个电感的一端与电池输入插座的一端以及第十一个二极管的负极共同连接，第一个电感的另一端与第一个电容的正极和第二个电容以及第二个电感的一端共同连接，第二个电容的另一端接地，第二个电感的另一端与第十一个二极管的正极以及第十七电阻的一端共同连接，第十七个电阻的另一端与第十二个二极管的负极和第三个三极管的集电极共同连接，第十二个二极管、第十三个二极管和第十四个二极管串联，第十四个二极管的正极接地，第三个三极管的基极与第二个三极管的集电极连接，第二个三极管、第三个三极管的发射极接地，第二个三极管的基极与第四个电阻的一端连接，第四个电阻的另一端与第一个单片机的第一个输出脚连接。

所述状态指示电路是：第一个单片机的第三个输出脚、第四个输出脚、第五个输出脚、第六个输出脚、第七个输出脚、第八个输出脚、第九个输出脚分别通过第七个电阻、第八个电阻、第九个电阻、第十个电阻、第十一个电阻、第十二个电阻、第十三个电阻与数码二极管的第一个输入脚、第二个输入脚、第三个输入脚、第四个输入脚、第五个输入脚、第六个输入脚、第七个输入脚连接。

所述电源输入极性判别及转换电路是：由第六个二极管、第七个二极管、第八个二极管、第九个二极管组成的桥式极性转换电路的输入端与电池充电器端的输出插座连接，所述桥式极性转换电路的输出端与第十六个电阻的一端、第二个发光二极管的阳极、第二个继电器的常开触点共同连接；所述输出极性自动转换电路是：电池的输入插座的一端与第一个继电器的常闭触点之一、第一个电感的一端和第十一个二极管的负极、第一个二极管的正极共同连接，电池的输入插座的另一端与第一个继电器的另一常闭触点以及第三个二极管共同连接，第三个二极管的负极与第三个电阻的一端相连，第三个电阻的另一端与第十个二极管的负极、第四个二极管的负极和第一个继电器的一端共同连接，第十个二极管的正极、第四个二极管的正极分别接地。

当本实用新型接上电动车电池和电动车电池充电器后，经第三个二极管、第四个二极管、第三个电阻、第十个二极管和第一个继电器，以及第六个至第九个二极管组成的极性自动识别转换后，再经第十六个电阻为本实用新型供电。电源经第十六个电阻限流降压后，再经由一个三端集成稳压电路IC3及第六个电容组成二级降压稳压滤波电源，输出12V电源，一是为第二个继电器供电，二是此电压在经另一个三端集成稳压电路IC2及第四个电容、第五个电容组成的5V电源稳压滤波电路，为本实用新型的核心芯片——第一个单片机及相关周围电路供电。

当电动车电池接入本实用新型后，电池电压经第三个二极管、第四个二极管、第三个电阻、第十个二极管和第一个继电器极性转换后，再经第十六个电阻、第十五个电阻和第五个电阻组成的电池电压检测电路，将电池电源电压按电阻所分值比例，由第五个电阻取样，再经第四个电阻限流后将电池电压信号传送给第一个单片机的输入脚。第一个单片机的内部程序会自动对电池状态、维护状态作出判断与执行。将由第一个单片机的第一个输出脚输出判断电池状态后所需维护的频率及占控比调整信号。该信号经第四个电阻后直接驱动第二个和第三个三极管，再经过第三个三极管的集电极、第十七个电阻以及关联电路，由第二个电感、第一个电感、第一个电容和第二个电容以及第十一个二极管共同组成的正负脉冲结合维护电路，将该脉冲和第一个单片机的第二个输出脚输出的信号组合，控制第一个三极管是否导通，驱动第二个继电器，执行电池某个具体状态的维护。该部分电路中，第五个二极管是用于保护第二个继电器的泄放二极管，第十二个二极管、第十三个二极管和第十四个二极管为保护电池维护脉冲不能超过极限脉冲电压和第三个三极管的集电极电压的保护电路。

本实用新型的有益效果在于：

由上可知，本实用新型能更好地保养和维护电动车电池，延长电动车电池的使用寿命，而且体积小，使用方便，可以广泛推广应用。

附图说明

图1是本实用新型中电路部分的构成方框图；

图2是本实用新型中电路部分的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步具体说明：

如图1所示，本实用新型的电路部分包括电源电路2、电池维护电路、矩形波功率放大电路9，所述电池维护电路包括矩形波产生电路5，所述电路部分还包括电池电压检测电路3，电池电压检测电路3的电源输入端与电源电路2的电源输出端对应连接；所述电池维护电路还包括阶段性维护电路4、矩形波频率扫描式维护电路6、某频率下占控比扫描式维护电路7及正负脉冲结合维护电路8，阶段性维护电路4、矩形波频率扫描式维护电路6、某频率下占控比扫描式维护电路7以及正负脉冲结合维护电路8的电源输入端均与电源电路2的电源输出端对应连接，电池电压检测电路3的信号输出端与阶段性维护电路4的信号输入端连接，矩形波产生电路5、矩形波频率扫描式维护电路6、某频率下占控比扫描式维护电路7的公共信号输入端与阶段性维护电路4的信号输出端连接，矩形波产生电路5、矩形波频率扫描式维护电路6、某频率下占控比扫描式维护电路7的公共信号输出端与正负脉冲结合维护电路8的信号输入端连接。

如图1所示，所述电路部分还包括状态指示电路11，状态指示电路11的电源输入端与电源电路2的电源输出端对应连接。这个电路能将电池的容量信息、维护时间信息等反映在数码显示管上，让使用者一目了然。

如图1所示，所述电路部分还包括电源输入极性判别及转换电路1和输出极性自动转换电路10，电源输入极性判别及转换电路1的电源输出端与电源电路2的电源输入端对应连接，电源输入极性判别及转换电路1的信号输出端与输出极性自动转换电路10的信号输入端连接，输出极性自动转换电路10的电源输入端与电源电路2的电源输出端对应连接。这两个电路可以避免因市面不同规格电池与其充电器电源极性不同，而损坏仪器和有效保护电池。

如图2所示，电池电压检测电路3是：单片机IC1的输入脚IN0与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与电阻R15的一端以及电阻R5的一端共同相连，电阻R5的另一端接地，电阻R15的另一端与电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端依次经过继电器K1、二极管D3、二极管D4、电阻R3、二极管D10后与电池的输入插座J1的一端连接；阶段性维护电路4是：电阻R17的一端与单片机IC1的一个输出脚OUT2连接，电阻R17的另一端与三极管V1的基极连接，三极管V1的集电极与继电器K2的一端以及二极管D5的正极共同连接，三极管V1的发射极接地；矩形波频率扫描式维护电路6、某频率下占控比扫描式维护电路7及正负脉冲结合维护电路8是：电感L1的一端与电池输入插座J1的一端以及二极管D11的负极共同连接，电感L1的另一端与电容C1的正极和电容C2及电感L2的一端共同连接，电容C2的另一端接地，电感L2的另一端与二极管D11的正极连接，并与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与二极管D12的负极和三极管V3的集电极共同连接，二极管D12、二极管D13和二极管D14串联，二极管D14的正极接地，三极管V3的基极与三极管V2的集电极连接，三极管V2和三极管V3的发射极接地，三极管V2的基极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与单片机IC1的一个输出脚OUT1连接。

如图2所示，状态指示电路11是：单片机IC1的输出脚OUT3、输出脚OUT4、输出脚OUT5、输出脚OUT6、输出脚OUT7、输出脚OUT8、输出脚OUT9分别通过电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13与数码二极管DS1的输入脚a、输入脚b、输入脚c、输入脚d、输入脚e、输入脚f、输入脚g连接。

如图2所示，电源输入极性判别及转换电路1是：由二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9组成的桥式极性转换电路的输入端与电池充电器端的输出插座J2连接，所述桥式极性转换电路的输出端与电阻R16的一端、电源指示发光二极管D2的阳极、继电器K2的常开触点共同连接；输出极性自动转换电路10是：电池的输入插座J1的一端与继电器K1的常闭触点之一、电感L1的一端和二极管D11的负极、二极管D1的正极共同连接，电池的输入插座J1的另一端与继电器K1的另一常闭触点以及二极管D3共同连接，二极管D3的负极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与二极管D10的负极、二极管D4的负极和继电器K1一端共同连接，二极管D10的正极、二极管D4的正极分别接地。

如图2所示，当本实用新型接上电动车电池输入端的输入插座J1和电池充电器的输出插座J2后，经二极管D3、二极管D4、电阻R3、二极管D10和继电器K1，以及二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9组成的极性自动识别转换电路后，再经电阻R16为本实用新型供电。电源经电阻R16限流降压后，再经由三端集成稳压电路IC3及电容C6组成二级降压稳压滤波电源，输出12V电源一是为继电器K2供电，二是此电压经三端集成稳压电路IC2及电容C4、电容C5组成的5V电源稳压滤波电路后为本实用新型的核心芯片——单片机IC1及相关周围电路供电。

如图2所示，电池电压经二极管D3、二极管D4、电阻R3、二极管D10和继电器K1极性转换后，再经电阻R16、电阻R15和电阻R5组成的电池电压检测电路，将电池电源电压按电阻所分值比例，由电阻R5取样，再经电阻R4限流后将电池电压信号传送给单片机IC1的输入脚IN0，单片机IC1的内部程序会自动对电池状态、维护状态作出判断与执行，将由单片机IC1的输出脚OUT1输出判断电池状态后所需维护的频率及占控比调整信号，该信号经电阻R4后直接驱动三极管V2、三极管V3，再经三极管V3的集电极、电阻R17以及关联电路，由电感L2、电感L1、电容C1、电容C2和二极管D11共同组成正负脉冲结合维护电路，将该脉冲和单片机IC1的输出脚OUT2输出的信号组合，控制三极管V1是否导通，驱动继电器K2，执行电池某个具体状态的维护。该部分电路中，二极管D5是用于保护继电器K2的泄放二极管，二极管D12、二极管D13、二极管D14为保护电池维护脉冲不能超过极限脉冲电压和三极管V3的集电极电压的保护电路。

本实用新型的主要目的是提供一种电路部分包括电池电压检测电路、阶段性维护电路、矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路及正负脉冲结合维护电路的电动车专用铅酸蓄电池维护仪，若只改变电路元件的参数，或只改变电路元件的位置，或只改变同等性能的电路元件数量，或只改变单片机的型号而仍然采用本实用新型所述的电池电压检测电路、阶段性维护电路、矩形波频率扫描式维护电路、某频率下占控比扫描式维护电路及正负脉冲结合维护电路，或将本实用新型的指示电路改用单只发光二极管或液晶数码显示器来显示本实用新型所述的铅酸电池维护仪数据，则都应该视为侵犯本实用新型专利的权利。

Claims

1.一种电动车专用铅酸蓄电池维护仪，连接于电池充电器和电池之间，主要包括外壳部分和电路部分，其中，电路部分包括电源电路、电池维护电路和矩形波功率放大电路，所述电池维护电路包括矩形波产生电路，其特征在于：所述电路部分还包括电池电压检测电路(3)，电池电压检测电路(3)的电源输入端与电源电路(2)的电源输出端对应连接；所述电池维护电路还包括阶段性维护电路(4)、矩形波频率扫描式维护电路(6)、某频率下占控比扫描式维护电路(7)以及正负脉冲结合维护电路(8)，阶段性维护电路(4)、矩形波频率扫描式维护电路(6)、某频率下占控比扫描式维护电路(7)以及正负脉冲结合维护电路(8)的电源输入端均与电源电路(2)的电源输出端对应连接，电池电压检测电路(3)的信号输出端与阶段性维护电路(4)的信号输入端连接，矩形波产生电路(5)、矩形波频率扫描式维护电路(6)、某频率下占控比扫描式维护电路(7)的公共信号输入端与阶段性维护电路(4)的信号输出端连接，矩形波产生电路(5)、矩形波频率扫描式维护电路(6)、某频率下占控比扫描式维护电路(7)的公共信号输出端与正负脉冲结合维护电路(8)的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的电动车专用铅酸蓄电池维护仪，其特征在于：

所述电路部分还包括状态指示电路(11)，状态指示电路(11)的电源输入端与电源电路(2)的电源输出端对应连接。

3.根据权利要求1所述的电动车专用铅酸蓄电池维护仪，其特征在于：

所述电路部分还包括电源输入极性判别及转换电路(1)和输出极性自动转换电路(10)，电源输入极性判别及转换电路(1)的电源输出端与电源电路(2)的电源输入端对应连接，电源输入极性判别及转换电路(1)的信号输出端与输出极性自动转换电路(10)的信号输入端连接，输出极性自动转换电路(10)的电源输入端与电源电路(2)的电源输出端对应连接。

4.根据权利要求1所述的电动车专用铅酸蓄电池维护仪，其特征在于：

所述电池电压检测电路(3)是：单片机IC1的输入脚IN0与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与电阻R15的一端及电阻R5的一端共同相连，电阻R5的另一端接地，电阻R15的另一端与电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端依次经过继电器K1、二极管D3、二极管D4、电阻R3、二极管D10后与电池的输入插座J1的一端连接；所述阶段性维护电路(4)是：电阻R17的一端与单片机IC1的一个输出脚OUT2连接，电阻R17的另一端与三极管V1的基极连接，三极管V1的集电极与继电器K2的一端以及二极管D5的正极共同连接，三极管V1的发射极接地；所述矩形波频率扫描式维护电路(6)、某频率下占控比扫描式维护电路(7)及正负脉冲结合维护电路(8)是：电感L1的一端与电池输入插座J1的一端以及二极管D11的负极共同连接，电感L1的另一端与电容C1的正极和电容C2以及电感L2的一端共同连接，电容C2的另一端接地，电感L2的另一端与二极管D11的正极连接，并与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与二极管D12的负极以及三极管V3的集电极共同连接，二极管D12、二极管D13和二极管D14串联，二极管D14的正极接地，三极管V3的基极与三极管V2的集电极连接，三极管V2、三极管V3的发射极接地，三极管V2的基极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与单片机IC1的一个输出脚OUT1连接。

5.根据权利要求2所述的电动车专用铅酸蓄电池维护仪，其特征在于：

所述状态指示电路是：单片机IC1的输出脚OUT3、输出脚OUT4、输出脚OUT5、输出脚OUT6、输出脚OUT7、输出脚OUT8、输出脚OUT9分别通过电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13与数码二极管DS1的输入脚a、输入脚b、输入脚c、输入脚d、输入脚e、输入脚f、输入脚g连接。

6.根据权利要求3所述的电动车专用铅酸蓄电池维护仪，其特征在于：

所述电源输入极性判别及转换电路(1)是：由二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9组成的桥式极性转换电路的输入端与电池充电器端的输出插座J2连接，所述桥式极性转换电路的输出端与电阻R16的一端、电源指示发光二极管D2的阳极、继电器K2的常开触点共同连接；所述输出极性自动转换电路(10)是：电池的输入插座J1的一端与继电器K1的常闭触点之一、电感L1的一端和二极管D11的负极、二极管D1的正极共同连接，电池的输入插座J1的另一端与继电器K1的另一常闭触点和二极管D3共同连接，二极管D3的负极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与二极管D10的负极、二极管D4的负极和继电器K1一端共同连接，二极管D10的正极、二极管D4的正极分别接地。