CN2442397Y - 一种蓄电池管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种蓄电池管理装置。其特征在于由n支蓄电池和n支蓄电池保护器(F)及充电器与用电器组成,每支蓄电池保护器的母线正、负极(P1和P2)与其对应的蓄电池的正负极相联,再把这n支蓄电池串联成为电池组,其中n支蓄电池保护器的输出端(P4、P5)的同名端联接在一起后联接到充电器或用电器(G)的远控同名端(P4、P5),蓄电池组的正、负极分别联到充电器或用电器对应的正负极。它可防止蓄电池过充电或过放电,使蓄电池实现均衡充电,降低蓄电池个体差异对蓄电池组寿命的影响,延长蓄电池的寿命,提高蓄电池组的可靠性。

Description

一种蓄电池管理装置

本实用新型涉及一种蓄电池管理装置。

现代生产与生活中广泛使用着二次能源载体-蓄电池。蓄电池由于其构成材料的电极电位差所限制，蓄电池的单体电压都不高，一般在1-2伏之间，例如铅蓄电池单体电压为2伏，镍镉蓄电池单体电压为1.2伏，因此蓄电池在使用中的绝大多数情况是若干单体串联成为高电压状态的。人们所见的蓄电池，只要标称电压超过其所用材料的电极电位，则内部一定是若干单体串联成组的，是一种串联成组蓄电池，只不过这组串联蓄电池被用一只外壳装配而成。例如市面常见的6伏、12伏蓄电池。

大量研究表明，蓄电池的失效快慢、寿命长短除了蓄电池本身内部质量状态以外，由于现行充放电方式的缘故，另一个主要因素就是这种串联成组使用状态所致。具体说，是与蓄电池在制造与使用过程中不可避免地会出现个体差异事实有关。由于这种个体差异在制造中就固有存在，再加上使用中又不断产生和加剧，导致蓄电池组在使用中将使个别质量差的处于过充电与过放电，这就加剧其损坏进程。一组蓄电池一旦出现个别蓄电池损坏后，其它蓄电池就处于过放电，特别是过充电的危险状态，这样“连锁反应”效应出现，新的损坏又从质量相对差的蓄电池加速开始，如此进行下去，损坏速率加快，直至整个蓄电池组失效。

本实用新型的目的在于提供一种蓄电池管理装置，它能够自动鉴别成组蓄电池中每一只蓄电池是否过充电或过放电，并发出信号以调整充电或用电参数，实现均衡充、放电，消除蓄电池组中的个体差异对其运行的影响。

本实用新型的目的是这样实现的：蓄电池管理装置是由n支蓄电池和n支蓄电池保护器(F)及充电器与用电器组成，每支蓄电池保护器的正、负极P1和P2与其对应的蓄电池的正负极相联，再把这n支蓄电池串联成为电池组，其中n支蓄电池保护器的输出端P4、P5的同名端联接在一起后联接到充电器、用电器的远控同名端P4、P5，蓄电池组的正、负极分别联到充电器或用电器对应的正负极。

本实用新型的蓄电池管理装置中蓄电池保护器是系统中的核心部件，不但起到采集蓄电池状态信息的作用，还是控制充电器与用电器的指命发出者。系统中每一只蓄电池的实时监控信息通过保护器均可对充电器和用电器的参数进行调整，防止蓄电池过充电或过放电，使蓄电池实现均衡充电，降低蓄电池个体差异对蓄电池组寿命的影响，延长蓄电池的寿命，提高蓄电池组的可靠性，并可及时发现电池组中可能将要损坏的个体电池。本实用新型用于各种使用工况的蓄电池组可以简化监控系统，降低设备费用和运行费用。

图1为本实用新的基本原理图；

图2为本实用新型的电路原理图。

以下结合附图对本实用新型作进一步的详述，但不限于附图所示。

如图1所示，本实用新型的蓄电池管理装置由n支蓄电池和n支蓄电池保护器F及充电器与用电器组成，每支蓄电池保护器的正、负极P1和P2与其对应的蓄电池的正负极相联，再把这n支蓄电池串联成为电池组，其中n支蓄电池保护器的输出端P4、P5的同名端联接在一起后联接到充电器或用电器G的远控同名端P4、P5，蓄电池组的正、负极分别联到充电器或用电器对应的正负极。

如图2所示，蓄电池保护器含有均衡电路A、基准和采样电路B及过充、放鉴别电路C、显示及报警电路D。

其中，基准和采样电路B以所述保护器正、负母线P1、P2为其输入线，基准电路由恒流二极管D1和稳压管D2组成，基准输出从D1和D2之间引出分别接到集成运放N1和N2的反相输入端“-”及N3的同相输入端“+”；采样电路由电阻R2、R3、R4和R5串联组成，从R2和R3之间取样接到集成运放N3反相输入端“-”；从R3和R4之间取样接到集成运放N1同相端“+”；从R4和R5之间取样接到集成运放N2同相端，由N1和三极管Q1、电阻R1、R8组成的均衡电路A以所述保护器F正负母线P1和P2为其输出线，N1输出端经R8与三极管Q1集电极联接，电阻R1与三极管Q1集电极联接，运放N2和运放N3分别组成的比较电路构成过充、过放鉴别电路C，发光二极管D3、D4和电阻R6、R7组成显示电路以及光电偶合器Q2构成显示及报警电路，显示及报警电路D的输出端P4和P5通过光电偶合器Q2与保护器的其他部分电隔离；显示及报警电路D的输出端P4和P5联接到充电器或用电器对应的远控输入端P4和P5；集成运放N2和N3输出端分别联接显示电路的发光二极管D3与电阻R6及D4与R7组成的串联支路，两支路的电阻R7和R6与光电偶合器Q2和正端联接，光电偶合器Q2的负输入端接所述保护的负母线P2，所述保护器的正负母线P1和P2分别联接相应单支蓄电池的正、负极。

光电偶合器输出端引出P4、P5作为保护器的过充、过放信号输出端，可对充电器或用电器实施控制，因此端口与电池是电隔离的，所以多只保护器的此端口可以方便地进行串联或并联，简化了控制系统。本保护器还能通过发光二极管D3和D4发现可能出现异常的蓄电池。

充电器或用电器电路中含有远方控制接口，能接受蓄电池保护器发出的远方制信号，以便调整其充电与用电参数或者显示其远方控制信号。

图2所示为本实用新型的一个较佳实施例。与蓄电池E-对应的蓄电池保护器F与各自的蓄电池并联组成后再串联，而各保护器的过充过放信号端则并联后只引出一路信号到充电器或用电器G的远控输入端，实施对充电或用电参数的调控。由图中等量的蓄电池E和蓄电池保护器F组合成独立单元N即构成智能蓄电池模块，此种组合特别适用于以蓄电池为主要动力的设备上作动力源。

Claims (7)

1、一种蓄电池管理装置，其特征在于由n支蓄电池和n支蓄电池保护器(F)及充电器与用电器组成，每支蓄电池保护器的母线正、负极(P1和P2)与其对应的蓄电池的正负极相联，再把这n支蓄电池串联成为电池组，其中n支蓄电池保护器的输出端(P4、P5)的同名端联接在一起后联接到充电器或用电器(G)的远控同名端(P4、P5)，蓄电池组的正、负极分别联到充电器或用电器对应的正负极。

2、根据权利要求1所述的蓄电池管理装置，其特征在于蓄电池保护器含有均衡电路(A)、基准和采样电路(B)及过充、放鉴别电路(C)、显示及报警电路(D)。

3、根据权利要求1或2所述的蓄电池管理装置，其特征在于基准和采样电路(B)以所述保护器正、负母线(P1、P2)为其输入线，基准电路由恒流二极管D1和稳压管D2组成，基准输出D1和D2之间引出分别接到过充、过放鉴别电路(C)的集成运放N2的反相输入端“-”及N3的同相输入端“+”和均衡电路(A)的集成运放N1的反向输入端“-”；采样电路由电阻R2、R3、R4和R5串联组成，从R2和R3之间取样接到过充、过放集成运放N3反相输入端‘-”；从R3和R4之间取样接到集成运放N1同相端“+”；从R4和R5之间取样接到过充、过放鉴别电路集成运放N2同相端“+”。

4、根据权利要求1或2所述的蓄电池管理装置，其特征在于由N1和三极管Q1、电阻R1、R8组成的均衡电路(A)以所述保护器正负母线(P1和P2)为其输出线，N1输出端经电阻R8与三极管Q1集电极联接，电阻R1与三极管Q1集电极联接，

5、根据权利要求1或2所述的蓄电池管理装置，其特征在于运放N2和运放N3分别组成的比较电路构成过充、过放鉴别电路(C)，运放N3和N2输出端分别接显示及报警电路的发光二极管D4、D3正极。

6、根据权利要求1或2所述的蓄电池管理装置，其特征在于发光二极管D3和D4及电阻R6、R7、光电偶合器Q2构成显示及报警电路(D)，光电偶合器Q2的输出端即为蓄电池保护器的输出端(P4和P5)，输出端(P4、P5)通过光电偶合器Q2与保护器的其他部分电隔离；发光二极管D3与电阻R6及D4与电阻R7组成的串联支路，两支路的电阻R7和R6与光电偶合器Q2和正端联接，光电偶合器Q2的负输入端接所述保护的负母线(P2)。

7、根据权利要求1或2所述的蓄电池装置，其特征在于充电器、用电器电路中含有远方控制接口。