CN208036190U - 蓄电池保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种蓄电池保护器，涉及电力电子技术领域。该蓄电池保护器包括相互电连接的点火锁开关控制模块和设有阈值电压的单片机芯片，还包括电路载板，电路载板上设有安装槽和第一安装座，单片机芯片镶嵌于安装槽内，点火锁开关控制模块固设于第一安装座上。单片机芯片的设置可以实时监测蓄电池的电压，并通过控制点火锁开关控制系统控制车辆的通电状态，从而减少甚至避免蓄电池达到截止电压时继续放电而损坏蓄电池情况的发生，从而延长蓄电池的使用寿命。

Description

蓄电池保护器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种蓄电池保护器。

背景技术

电动车以其体积小巧且轻快便捷的特点而得到大众的喜爱，现有的电动车中一般采用铅酸蓄电池作为驱动装置，蓄电池在使用过程中不断放电，其电压随之不断下降，当放电电压达到蓄电池的截止电压后，如果继续使用蓄电池，则会造成蓄电池内部活性物质的损伤，因而影响电池的使用寿命。

现有的电动车中一般通过电压表来显示蓄电池的电压电量，驾驶员通过观测电压表得到蓄电池的电压电量，当电压表显示数值达到蓄电池的截止电压或低于截止电压时，驾驶员需要停止使用电动车，并对蓄电池进行充电。驾驶过程中，驾驶员需要知晓蓄电池的截止电压，且需要能够及时、明确的了解蓄电池的使用状态，而现实情况中，驾驶员往往不能够及时、准确的知晓蓄电池的使用状态，有的甚至将电动车不能继续行驶作为车辆需要充电的依据，但此时蓄电池的电压已经大大低于截止电压；此外，电压表本身使用一段时间后，会存在显示误差，而影响驾驶者得到正确的电压数值，进而引起蓄电池的用电过度造成的损坏。

即，现有的蓄电池因过度放电而缩短了其使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蓄电池保护器，以解决现有技术中存在的蓄电池因过度放电而缩短了其使用寿命的技术问题。

本实用新型提供的蓄电池保护器，包括点火锁开关控制模块和设有阈值电压的单片机芯片，所述单片机芯片与所述点火锁开关控制模块电连接，所述单片机芯片用于监测蓄电池的电压；还包括电路载板，所述电路载板上设有安装槽和第一安装座，所述单片机芯片镶嵌于所述安装槽内，所述点火锁开关控制模块固设于所述第一安装座上。

进一步的，所述阈值电压包括预警阈值电压和极限阈值电压；所述单片机芯片电连接有速度控制模块。

进一步的，还包括LED显示模块，所述LED显示模块与所述单片机芯片电连接，所述电路载板上设有用于固定所述LED显示模块的第二安装座。

进一步的，所述LED显示模块包括红色指示灯、黄色指示灯和绿色指示灯，所述红色指示灯与所述单片机芯片监测电压值小于所述极限阈值电压时相对应，所述黄色指示灯与所述单片机芯片监测电压值大于所述极限阈值电压且小于所述预警阈值电压时相对应，所述绿色指示灯与所述单片机芯片监测电压值大于所述预警阈值电压时相对应。

进一步的，还包括底座，所述底座上设有用于容纳所述电路载板的容纳槽，所述容纳槽的侧壁还设有用于固定所述电路载板的固定条，所述电路载板搭接于所述固定条上，且与所述固定条可拆卸式固定连接。

进一步的，所述底座上可拆卸配合有盖板，所述电路载板容纳于所述盖板与所述底座形成的容纳腔内；所述点火锁开关控制模块固设于所述电路载板的第一安装座上，且容纳于所述容纳腔内，所述LED 显示模块固设于所述电路载板的第二安装座上，且能够凸出所述盖板。

进一步的，所述底座的开口端面上设有卡接头，所述盖板的端面上设有卡接槽，所述卡接槽与所述卡接头相匹配。

进一步的，所述盖板的侧壁上设有保险锁紧部件，所述保险锁紧部件包括插接座，所述插接座内设有插接孔，所述插接孔内滑动插接有插接轴，所述插接轴的两端分别为拉动端和插接端，所述插接孔内设有用于推动所述插接端伸出所述插接孔的压紧弹簧；所述底座开口端设有安装耳，所述安装耳上设有插接槽，所述插接孔与所述插接轴的插接端相匹配。

本实用新型蓄电池保护器的有益效果为：

本实用新型提供一种蓄电池保护器，包括用于监测蓄电池电压值并将电压值与设定的阈值电压作比较的单片机芯片和用于与使用该蓄电池保护器设备的点火锁开关电连接的点火锁开关控制模块。具体的，蓄电池保护器的单片机芯片可以与电动车、汽车、摩托车、坦克和飞机等安装蓄电池车辆的蓄电池电连接，点火锁开关控制模块与车辆的点火锁开关电连接。使用时，蓄电池作为蓄电池车辆的驱动装置为车辆行驶提供电能，打开车辆的点火锁开关，蓄电池开始供电，单片机芯片与蓄电池电连接并实时监测蓄电池的电压并与设定的阈值电压作比较，当蓄电池的电压高于阈值电压时，点火锁开关控制装置呈断开不工作状态，驾驶者正常驾驶车辆即可；当蓄电池的电压低于阈值电压时，单片机芯片传送电信号给点火锁开关控制装置，点火锁开关控制装置启动并将蓄电池车辆的点火锁开关关闭，车辆电源回路呈断开状态，蓄电池停止为车辆供电，驾驶者需对车辆的蓄电池进行充电。单片机芯片的设置可以实时监测蓄电池的电压，并通过控制点火锁开关控制系统控制车辆的通电状态，从而减少甚至避免蓄电池达到截止电压时继续放电而损坏蓄电池情况的发生，从而延长蓄电池的使用寿命。

将单片机芯片和点火锁开关控制模块分别固定在电路载板的安装槽和第一安装座上，电路载板对单片机芯片、点火锁开关控制模块以及两者之间的线路连接起到固定作用，车辆行驶过程中产生震动，单片机芯片和点火锁开关控制模块之间位置固定不动，两者之间的电路连接等不会随震动而断开或脱落，从而确保蓄电池保护器的正常使用，确保其对车辆蓄电池的保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的蓄电池保护器的工作流程示意图；

图2为本实用新型实施例提供的蓄电池保护器的电路流程示意图；

图3为本实用新型实施例提供的蓄电池保护器中底座的三维结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的蓄电池保护器中保险锁紧部件的剖视结构示意图。

图标：1－单片机芯片；2－点火锁开关控制模块；3－速度控制模块； 4－LED显示模块；5－底座；6－保险锁紧部件；51－容纳槽；52－固定条； 53－卡接头；54－安装耳；55－插接槽；61－插接座；62－插接孔；63－插接轴；64－压紧弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供一种蓄电池保护器，如图1所示，包括点火锁开关控制模块2和设有阈值电压的单片机芯片1，单片机芯片1与点火锁开关控制模块2电连接，单片机芯片1用于监测蓄电池的电压；还包括电路载板，电路载板上设有安装槽和第一安装座，单片机芯片1镶嵌于安装槽内，点火锁开关控制模块2固设于第一安装座上。

本实施例提供的蓄电池保护器，包括用于监测蓄电池电压值并将电压值与设定的阈值电压作比较的单片机芯片1和用于与车辆的点火锁开关电连接的点火锁开关控制模块2。具体的，蓄电池保护器的单片机芯片1可以与电动车、汽车、摩托车、坦克和飞机等安装蓄电池车辆的蓄电池电连接，点火锁开关控制模块2与可以与电动车、汽车、摩托车、坦克和飞机等安装蓄电池车辆的点火锁开关电连接。使用时，蓄电池作为车辆的驱动装置为车辆行驶提供电能，打开车辆的点火锁开关，蓄电池开始供电，单片机芯片1与蓄电池电连接并实时监测蓄电池的电压并与设定的阈值电压作比较，当蓄电池的电压高于阈值电压时，点火锁开关控制装置呈断开不工作状态，驾驶者正常驾驶车辆即可；当蓄电池的电压低于阈值电压时，单片机芯片1传送电信号给点火锁开关控制装置，点火锁开关控制装置启动并将车辆的点火锁开关关闭，车辆电源回路呈断开状态，蓄电池停止为车辆供电，驾驶者需对车辆进行充电。单片机芯片1的设置可以实时监测蓄电池的电压，并通过控制点火锁开关控制系统控制车辆的通电状态，从而减少甚至避免蓄电池达到截止电压时继续放电而损坏蓄电池情况的发生，从而延长蓄电池的使用寿命。

将单片机芯片1和点火锁开关控制模块2分别固定在电路载板的安装槽和第一安装座上，电路载板对单片机芯片1、点火锁开关控制模块2以及两者之间的线路连接起到固定作用，车辆行驶过程中产生震动，单片机芯片1和点火锁开关控制模块2之间位置固定不动，两者之间的电路连接等不会随震动而断开或脱落，从而确保蓄电池保护器的正常使用，确保其对车辆蓄电池的保护作用。

本实施例中，阈值电压可以包括预警阈值电压和极限阈值电压；单片机芯片1电连接有速度控制模块3。极限阈值电压低于预警阈值电压，当单片机芯片1监测到蓄电池的电压大于预警阈值电压时，点火锁开关控制模块2和速度控制模块3均处于不工作状态，车辆处于正常行驶状态；当单片机芯片1监测到蓄电池的电压大于极限阈值电压且小于预警阈值电压时，蓄电池的电压即将处于其截止电压，此时，点火锁开关控制模块2不工作，单片机芯片1将电信号传递给速度控制模块3，速度控制模块3控制车辆变速器的电位器，使车辆的速度减小，从而提醒驾驶者蓄电池需要充电，即将到达截止电压；当单片机芯片1监测到蓄电池的电压小于极限阈值电压时，单片机芯片1 将电信号传递给点火锁开关控制模块2，点火锁开关控制模块2将车辆的点火锁开关关闭，蓄电池停止供电，车辆停止行驶。速度控制模块3的设置可以在蓄电池到达截止电压前通过速度变小来提醒驾驶者，使驾驶者能够继续驾驶车辆到达较近的充电站为蓄电池充电，起到提前预警作用，增强车辆的实用性。

本实施例中，如图1所示，还可以包括LED显示模块4，LED显示模块4与单片机芯片1电连接，电路载板上设有用于固定LED显示模块4的第二安装座。具体的，LED显示模块4包括红色指示灯、黄色指示灯和绿色指示灯，红色指示灯与单片机芯片1监测电压值小于极限阈值电压时相对应，黄色指示灯与单片机芯片1监测电压值大于极限阈值电压且小于预警阈值电压时相对应，绿色指示灯与单片机芯片1监测电压值大于预警阈值电压时相对应。当蓄电池的电压大于预警阈值电压时，车辆处于正常行驶状态，绿色指示灯亮起；当蓄电池的电压大于极限阈值电压且小于预警阈值电压时，黄色指示灯亮起，蓄电池的电压即将处于其截止电压，提醒驾驶者蓄电池需要充电；当蓄电池的电压小于极限阈值电压时，红色指示灯亮起，蓄电池停止供电，车辆停止行驶。通过红色指示灯、黄色指示灯和绿色指示灯的不同颜色显示，能够使驾驶者更加直观的得到蓄电池的电压使用情况，相应做出处理，进一步提高了蓄电池保护器的便捷性和实用性。

LED显示模块4固定在电路载板上的第二安装座上，在车辆行驶过程中，LED显示模块4不会随震动发生晃动，从而减少LED显示模块4与单片机芯片1松脱而无法工作情况的发生，确保LED显示模块 4的正常显示功能。

本实施例中，如图3所示，还可以包括底座5，底座5上设有用于容纳电路载板的容纳槽51，容纳槽51的侧壁还设有用于固定电路载板的固定条52，电路载板搭接于固定条52上，且与固定条52可拆卸式固定连接。将单片机芯片1、点火锁开关控制模块2、速度控制模块3和LED显示模块4固定在电路载板上后，将电路载板固定在底座5上，随后将底座5固定在蓄电池外壳上或车辆的支架上，底座 5对电路载板和电路载板上的各个电路模块起到固定保护的作用，从而减少因电路载板发生晃动或断裂而引起各电路模块断开情况的发生，进一步确保蓄电池保护器的使用。

本实施例中，还可以在底座5上可拆卸配合有盖板，电路载板容纳于盖板与底座5形成的容纳腔内；点火锁开关控制模块2固设于电路载板的第一安装座上，且容纳于容纳腔内，LED显示模块4固设于电路载板的第二安装座上，且能够凸出所述盖板。单片机芯片1、点火锁开关控制模块2、速度控制模块3和LED显示模块4均为精密的电路模块，盖板和底板将电路载板和各电路模块保护于两者形成的容纳腔内，进一步对电路模块起到保护作用，以减少外界环境或外力对其造成的破坏，进一步确保蓄电池保护器的正常使用。

具体的，本实施例中，如图3所示，可以在底座5的开口端面上设有卡接头53，盖板的端面上设有卡接槽，卡接槽与卡接头53相匹配。这里是底座5和盖板的一种可拆卸连接方式，将电路载板和电路载板上的各电路模块固定在底座5上后，将盖板的卡接槽与底座5 上的卡接头53对准并用力按下，盖板和底座5通过卡接槽和卡接头 53的配合连接在一起；需要拆卸盖板时，只需将盖板拔出即可。

为了增强盖板与底座5之间的连接牢固性，本实施例中，如图4 所示，还可以在盖板的侧壁上设有保险锁紧部件6，保险锁紧部件6 包括插接座61，插接座61内设有插接孔62，插接孔62内滑动插接有插接轴63，插接轴63的两端分别为拉动端和插接端，插接孔62内设有用于推动插接端伸出插接孔62的压紧弹簧64；底座5开口端设有安装耳54，安装耳54上设有插接槽55，插接孔62与插接轴63 的插接端相匹配。初始状态下，插接轴63在压紧弹簧64的推动下，插接端伸出插接孔62，需要盖上盖板时，拉动插接轴63的拉动端，使插接轴63的插接端缩回插接孔62内，盖板上的卡接槽与底座5 上的卡接头53卡接，松开拉动端，插接轴63的插接端在压紧弹簧 64的推力下伸出插接孔62，并插入安装耳54上的插接槽55内，完成锁紧过程；为了方便插接轴63上拉动端的拉动，还可以在拉动端上设有把手。保险锁紧部件6进一步提高了盖板和底座5之间的连接牢固度，减少盖板随车辆行驶震动而脱落情况的发生，确保盖板对电路载板和各电路模块的保护作用。

具体的，如图2所示，蓄电池保护器在车辆中的工作过程可以如下：蓄电池保护器中，点火锁开关控制模块2包括继电器K1、分压电阻、限流保护二极管D1，继电器K1用于控制电动车的点火锁开关；速度控制模块3包括继电器K2、分压电阻及限流保护二极管D2，继电器K2用于控制是否给速度控制模块3的电路中并联电阻，进而通过控制蓄电池输出电压来控制电动车处于全速或半速状态；LED显示模块4包括两个限流电阻及一个三色LED灯，其中，限流电阻与LED 等串联，并均与地线相接形成回路。

单片机芯片1的接脚01与点火锁开关控制模块2电连接，用于控制车辆停车，接脚01与电阻R1电连接，电阻R1的另一端与三极管Q1的基极电连接，三极管Q1的发射级接地，三极管Q1的集电极与同时并联在一起的两个同方向的二极管D1和继电器K1电连接，继电器K1和两个二极管D1的另一端与电源电连接。继电器K1的节点 1、2常闭，节点1、3在继电器K1工作时选通，节点1与电动车的点火锁开关和电容C1电连接，电容C1的另一端接地，继电器K1的接口与电阻R3另一端通过与车辆的点火锁开关电连接，继电器K1 的节点1与节点3导通。

单片机芯片1的接脚02与速度控制模块3电连接，用于控制车辆的速度，接脚02与电阻R2电连接，电阻R2的另一端与三极管Q2 的基极电连接，三极管Q2的发射级接地，三极管Q2的集电极与同时并联在一起的两个同方向的二极管D2和继电器K2电连接。继电器 K2与两个二极管D2的另一端与电源电连接，继电器K2的节点1、节点2常闭，节点1、节点3则在继电器K2工作时选通，继电器K2的节点2与并联的电阻R4、R5一端电连接，并联电阻R4、R5的另一端与车辆的加速器的电位器电连接，继电器K2的节点3则与车辆加速器的电位器电连接，继电器K2的节点1与节点2相连。

单片机芯片1的接脚03与电阻R6电连接，该电阻R6的另一端与红色指示灯串联，红色指示灯的另一端接地；单片机芯片1的接脚 04与电阻R7电连接，电阻R7的另一端与黄色指示灯串联，黄色指示灯的另一端接地；单片机芯片1的接脚05与电阻R8电连接，电阻 R8的另一端与绿色指示灯串联，绿色指示灯的另一端接地。

采用上述方案后，预先在单片机芯片1中设定预警阈值电压U1 和极限阈值电压U2，车辆驾驶中，单片机芯片1一方面实时监测蓄电池中电压U的大小，另一方面将蓄电池中的电压U与设定好的预警阈值电压U1和极限阈值电压U2比较大小，并根据比较结果来显示LED灯，以方便告诉驾驶者蓄电池的使用情况。具体的，当U＞U1、 U2时，继电器K1和继电器K2均未运作，单片机芯片1的接脚05正常输出电压，绿色指示灯亮起；当U2＜U＜U1时，速度控制模块3 开始工作，三极管Q2导通，形成电流，继电器K2开始工作，此时，继电器的节点1和节点3导通，使节点1所在线路和节点3所在线路之间并联一个电阻，而线路的另一端与车辆加速器的电位器的低端和滑动端电连接，这时即使将加速器的踏板踩到底部，电位器并联后的电阻小于并联电阻中阻值较小的电阻的阻值，即速度不会超过最大速度的一半，速度控制模块3处于半速工作状态，而车辆处于减速状态，此时，单片机芯片1的接脚04输出电压(此时接脚05和接脚03停止输出电压)，黄色指示灯亮起，提醒驾驶者及时给车辆充电；当U ＜U2时，车辆的点火锁开关控制模块2开始工作，三极管Q1导通，形成电流，继电器K1工作，此时节点1和节点3导通，节点1所在线路与节点2所在线路之间形成断路，电源回路断开，点火锁开关控制模块2停止工作，车辆停止行驶，从而减少甚至避免蓄电池过度放电对蓄电池的损坏。

通过上述蓄电池保护器能够对蓄电池起到很好的保护作用，在电压不足的情况下通过LED显示模块4来及时提醒驾驶者，并通过点火锁开关控制模块2来关闭蓄电池的供电，以此进一步减少蓄电池过度放电对蓄电池的损坏，从而延长蓄电池的使用寿命。

以上是蓄电池保护器可实施的一种具体形式，并不局限于此，其他的电路设置能够实现蓄电池保护作用的均可以。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种蓄电池保护器，其特征在于，包括点火锁开关控制模块(2)和设有阈值电压的单片机芯片(1)，所述单片机芯片(1)与所述点火锁开关控制模块(2)电连接，所述单片机芯片(1)用于监测蓄电池的电压；

还包括电路载板，所述电路载板上设有安装槽和第一安装座，所述单片机芯片(1)镶嵌于所述安装槽内，所述点火锁开关控制模块(2)固设于所述第一安装座上。

2.根据权利要求1所述的蓄电池保护器，其特征在于，所述阈值电压包括预警阈值电压和极限阈值电压；所述单片机芯片(1)电连接有速度控制模块(3)。

3.根据权利要求2所述的蓄电池保护器，其特征在于，还包括LED显示模块(4)，所述LED显示模块(4)与所述单片机芯片(1)电连接，所述电路载板上设有用于固定所述LED显示模块(4)的第二安装座。

4.根据权利要求3所述的蓄电池保护器，其特征在于，所述LED显示模块(4)包括红色指示灯、黄色指示灯和绿色指示灯，所述红色指示灯与所述单片机芯片(1)监测电压值小于所述极限阈值电压时相对应，所述黄色指示灯与所述单片机芯片(1)监测电压值大于所述极限阈值电压且小于所述预警阈值电压时相对应，所述绿色指示灯与所述单片机芯片(1)监测电压值大于所述预警阈值电压时相对应。

5.根据权利要求3或4所述的蓄电池保护器，其特征在于，还包括底座(5)，所述底座(5)上设有用于容纳所述电路载板的容纳槽(51)，所述容纳槽(51)的侧壁还设有用于固定所述电路载板的固定条(52)，所述电路载板搭接于所述固定条(52)上，且与所述固定条(52)可拆卸式固定连接。

6.根据权利要求5所述的蓄电池保护器，其特征在于，所述底座(5)上可拆卸配合有盖板，所述电路载板容纳于所述盖板与所述底座(5)形成的容纳腔内；所述点火锁开关控制模块(2)固设于所述电路载板的第一安装座上，且容纳于所述容纳腔内，所述LED显示模块(4)固设于所述电路载板的第二安装座上，且能够凸出所述盖板。

7.根据权利要求6所述的蓄电池保护器，其特征在于，所述底座(5)的开口端面上设有卡接头(53)，所述盖板的端面上设有卡接槽，所述卡接槽与所述卡接头(53)相匹配。

8.根据权利要求6所述的蓄电池保护器，其特征在于，所述盖板的侧壁上设有保险锁紧部件(6)，所述保险锁紧部件(6)包括插接座(61)，所述插接座(61)内设有插接孔(62)，所述插接孔(62)内滑动插接有插接轴(63)，所述插接轴(63)的两端分别为拉动端和插接端，所述插接孔(62)内设有用于推动所述插接端伸出所述插接孔(62)的压紧弹簧(64)；所述底座(5)开口端设有安装耳(54)，所述安装耳(54)上设有插接槽(55)，所述插接孔(62)与所述插接轴(63)的插接端相匹配。