CN204886249U - 一种带温度补偿的智能充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带温度补偿的智能充电机，包括电磁滤波回路&整流电路、电压电流调整电路、脉冲调整电路、电压电流检测电路、微处理器和温度传感器模块，电磁滤波回路&整流电路依次通过电压电流调整电路、脉冲调整电路、电压电流检测电路后接微处理器，在脉冲调整电路与电压电流检测电路之间串联一个电阻R，微处理器的输出端分别与电压电流调整电路和脉冲调整电路相连，温度传感器模块的输出端与微处理器相连。微处理器接收温度传感器传来的电池温度信号，根据电池的不同温度，控制电压电流调整电路适当调整充电电压和充电电流，控制脉冲调整电路调整脉冲充电的占空比，以达到根据环境温度智能调整充电参数的目的，保证电池的充电安全。

Description

一种带温度补偿的智能充电机

技术领域

本实用新型属于铅酸蓄电池充电机领域，尤其是涉及一种带温度补偿的智能充电机。

背景技术

阀控式密封铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程，充电时硫酸铅变成氧化铅，放电时氧化铅又还原为硫酸铅，在这个电化学反应过程中，电池会产生热量。高温会使得硫化铅变成氧化铅的反应加剧，导致失水，板栅腐蚀增大；硫酸铅如在低温状态下放电，极易生成细微的晶粒。这种粒子排列过于紧密，孔隙少，构成细微致密的硫酸铅层，减小了充电过程中的电极反应面积，使蓄电池充电不足，长期累积就可能导致负极板产生不可逆硫化。低温会使得阀控密封式铅酸蓄电池的容量降低，充电接收能力下降，充放电循环寿命缩短；试验证明当硫酸铅温度高时，其扩散速度增加，电池的容量增加，当硫酸铅温度低时，其扩散速度降低，电池的容量减小；而且当温度从25℃开始，每升高6—10℃，蓄电池的寿命缩短一半；而温度降低到-40℃时，电池容量会降到原来的1/3。由此可以看出温度对电池寿命和容量的影响巨大，因此，控制电池的硫酸铅温度对延长电池寿命，提高其使用效率具有意义重大。

为解决温度问题，采取了很多办法，如：增加保温或降温循环系统，夏季降低充电电压，冬季提高充电电压等，但这些办法不是大额增加了成本，就是效果不明显。因此，研发一种能根据环境温度智能调整充电参数的充电机是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种带温度补偿的智能充电机，以实现根据环境温度智能调整充电参数的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种带温度补偿的智能充电机，包括电磁滤波回路&整流电路、电压电流调整电路、脉冲调整电路、电压电流检测电路、微处理器和温度传感器模块，所述电磁滤波回路&整流电路的输入端接交流电，所述电磁滤波回路&整流电路的输出端与所述电压电流调整电路的输入端相连，所述电压电流调整电路的输出端与所述脉冲调整电路的输入端相连，所述脉冲调整电路的输出端与所述电压电流检测电路的输入端相连，在所述脉冲调整电路与电压电流检测电路之间串联一个电阻R，所述电压电流检测电路的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述微处理器的输出端分别与所述电压电流调整电路和脉冲调整电路相连，所述温度传感器模块由多个温度传感器组成，可以实现采集所有单个蓄电池的温度，所述温度传感器模块的输出端与微处理器的输入端相连。

进一步的，所述电磁滤波回路&整流电路包括变压器T1、继电器K1、二极管D1、热敏电阻R1、热敏电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，在所述变压器T1的第3管脚和第4管脚的两端并联电容C2，所述电阻R3、电阻R4和电阻R5串联后并联在所述电容C2的两端，在所述电容C2的两端还并联有所述热敏电阻R2，所述变压器T1的第3管脚通过热敏电阻R1接P2接口，所述变压器T1的第4管脚通过保险F1接P1接口，所述继电器K1的第1管脚接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极接继电器K1的第8管脚，所述继电器K1的第5管脚通过热敏电阻R1后接继电器K1的第6管脚，在所述变压器T1的第1管脚和第2管脚的两端并联电容C1，电容C3和电容C4串联后并联在所述电容C1的两端，交流电源D1接入所述变压器T1的第1管脚和第2管脚，所述交流电源D1的第1管脚分别通过电容C7、电容C8、电容C9和电容C10接地。

进一步的，所述温度传感器为LM75A温度传感器。

进一步的，所述微处理器的芯片型号为STM32F105RBT6。

相对于现有技术，本实用新型所述的带温度补偿的智能充电机具有以下优势：微处理器接收温度传感器传来的电池温度信号，根据电池的不同温度，控制电压电流调整电路适当调整充电电压和充电电流，控制脉冲调整电路调整脉冲充电的占空比，以达到根据环境温度智能调整充电参数的目的，增加电池充入的能量，保证电池的充电安全；具有延长电池使用寿命、充电效率高等优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型中电磁滤波回路&整流电路的电路图；

图3是本实用新型中电压电流调整电路的电路图；

图4是本实用新型中脉冲调整电路的电路图；

图5是本实用新型中电压电流检测电路的电路图；

图6是本实用新型中微处理器的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至6所示，一种带温度补偿的智能充电机，包括电磁滤波回路&整流电路、电压电流调整电路、脉冲调整电路、电压电流检测电路、微处理器和温度传感器模块，所述电磁滤波回路&整流电路的输入端接交流电，所述电磁滤波回路&整流电路的输出端与所述电压电流调整电路的输入端相连，所述电压电流调整电路的输出端与所述脉冲调整电路的输入端相连，所述脉冲调整电路的输出端与所述电压电流检测电路的输入端相连，在所述脉冲调整电路与电压电流检测电路之间串联一个电阻R，所述电压电流检测电路的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述微处理器的输出端分别与所述电压电流调整电路和脉冲调整电路相连，所述温度传感器模块由多个温度传感器组成，可以实现采集所有单个蓄电池的温度，所述温度传感器模块的输出端与微处理器的输入端相连，所述温度传感器为LM75A温度传感器，所述微处理器的芯片型号为STM32F105RBT6。

进一步的，所述电磁滤波回路&整流电路包括变压器T1、继电器K1、二极管D1、热敏电阻R1、热敏电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，在所述变压器T1的第3管脚和第4管脚的两端并联电容C2，所述电阻R3、电阻R4和电阻R5串联后并联在所述电容C2的两端，在所述电容C2的两端还并联有所述热敏电阻R2，所述变压器T1的第3管脚通过热敏电阻R1接P2接口，所述变压器T1的第4管脚通过保险F1接P1接口，所述继电器K1的第1管脚接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极接继电器K1的第8管脚，所述继电器K1的第5管脚通过热敏电阻R1后接继电器K1的第6管脚，在所述变压器T1的第1管脚和第2管脚的两端并联电容C1，电容C3和电容C4串联后并联在所述电容C1的两端，交流电源D1接入所述变压器T1的第1管脚和第2管脚，所述交流电源D1的第1管脚分别通过电容C7、电容C8、电容C9和电容C10接地。

微处理器作为整个电路的核心，接收到温度传感器传来的电池温度信号，当电池温度比标准温度25℃偏高时，微处理器根据电池的温度特性控制电压电流调整电路，适当降低充电机输出电流，保证电池不会因为环境温度偏高，又使用大电流充电而导致的热失控；同时依据充电电压温度补充公式控制电压电流调整电路适当调整充电电压，给电池充进去更多的能量；当温度高于设定的安全温度时，微处理器控制电压电流调整电路，停止电压输出，直到电池温度降到安全温度时，再启动充电机进行充电；当环境温度比标准温度低时，微处理器依据电池特性控制脉冲调整电路和电压电流调整电路，调整脉冲充电的占空比和充电电压，以此来增加电池充入的能量。

本实例的工作过程：电池充电分三个阶段：恒流充电阶段、恒压充电阶段、补充充电阶段。恒流充电阶段是持续以最大电流进行充电，电压在逐渐上升；恒压阶段是以最大电压进行充电，电流在逐渐减小；补充阶段是电压比最大电压低，电流很小；低温时补充阶段的电流不足以全面激活电解液，增加电池的温度，因此无法正常补充电能。

充电电压温度补充公式：△U＝－1×温度补偿系数(mV/℃)×(蓄电池温度一基准温度)×N

N为组内阀控密封式铅酸蓄电池节数。

温度补偿系数：3mV/℃。

温度偏高时，自行根据电池的温度特性，适当降低补充充电阶段的充电电流值，避免大电流导致的电池高温而失水，并根据充电电压温度补充公式调整的恒压充电阶段和补充充电阶段充电电压；当温度上升到危险温度时，如40℃时，关闭充电机，暂停对电池的能量输出，避免电池的热失控导致的电池损伤，待温度恢复到35℃时再自行启动充电机；当温度偏低时，在恒压充电阶段和补充充电阶段依据充电电压温度补充公式，提高充电电压提升电池充入能量；同时在补充充电阶段采用脉冲大电流进行充电，利用大电流充电产生的热量，来增加电解液的活性，提升电池在低温时的充入能量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带温度补偿的智能充电机，其特征在于：包括电磁滤波回路&整流电路、电压电流调整电路、脉冲调整电路、电压电流检测电路、微处理器和温度传感器模块，所述电磁滤波回路&整流电路的输入端接交流电，所述电磁滤波回路&整流电路的输出端与所述电压电流调整电路的输入端相连，所述电压电流调整电路的输出端与所述脉冲调整电路的输入端相连，所述脉冲调整电路的输出端与所述电压电流检测电路的输入端相连，在所述脉冲调整电路与电压电流检测电路之间串联一个电阻R，所述电压电流检测电路的输出端与所述微处理器的输入端相连，所述微处理器的输出端分别与所述电压电流调整电路和脉冲调整电路相连，所述温度传感器模块由多个温度传感器组成，所述温度传感器模块的输出端与微处理器的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种带温度补偿的智能充电机，其特征在于：所述电磁滤波回路&整流电路包括变压器T1、继电器K1、二极管D1、热敏电阻R1、热敏电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，在所述变压器T1的第3管脚和第4管脚的两端并联电容C2，所述电阻R3、电阻R4和电阻R5串联后并联在所述电容C2的两端，在所述电容C2的两端还并联有所述热敏电阻R2，所述变压器T1的第3管脚通过热敏电阻R1接P2接口，所述变压器T1的第4管脚通过保险F1接P1接口，所述继电器K1的第1管脚接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极接继电器K1的第8管脚，所述继电器K1的第5管脚通过热敏电阻R1后接继电器K1的第6管脚，在所述变压器T1的第1管脚和第2管脚的两端并联电容C1，电容C3和电容C4串联后并联在所述电容C1的两端，交流电源D1接入所述变压器T1的第1管脚和第2管脚，所述交流电源D1的第1管脚分别通过电容C7、电容C8、电容C9和电容C10接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种带温度补偿的智能充电机，其特征在于：所述温度传感器为LM75A温度传感器。

4.根据权利要求3所述的一种带温度补偿的智能充电机，其特征在于：所述微处理器的芯片型号为STM32F105RBT6。