動力鋰電池高倍率放電保護裝置的製作方法

2023-06-23 10:58:16

專利名稱：動力鋰電池高倍率放電保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電地技術領域，具體地說，涉及一種動力鋰電池高倍率 放電保護裝置。 背條技術
隨著環保意識的增強，動力鋰電池技術的成熟，動力鋰電池遊代替鉛酸電 池，動力鋰電池的比容量、比能量、比重量都已大大超過鉛酸電池，唯一不足 有待急需解決的過電流高倍率放電能力差，為此現有國內外技術都採用了線路 複雜，價格昂貴的過電流保護電路，且使用中故障率較高。由於大電流產生電 池電解液的溫升發熱，導致鋰電池抗氧化性能差，對正極材料承受大數量鋰離 子的^A和脫嵌的不利因素，導致鋰離子電池正常充放循環大大縮短。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，不僅能提高鋰電池的放電倍率， 而且能提高鋰電池使用壽命的動力鋰電池高倍率放電保護裝置。
實現上述目的的技術方案是 一種動力鋰電池高倍率放電保護裝置，包括 線路板，線路板上的電路由鋰電池、電子保險絲、複合繼電器、延時電容、限 流電阻和雙電層電容組成，複合繼電器由電流線圏、電壓保持線圏以及常閉觸 點組成，電子保險絲連接在蓄電池正極與電流線圈之間，延時電容的正極與電 壓保持線圏連接，負極與雙電層電容的正極連接，雙電層電容的負極與分別與
蓄電池負極以及電才;u^接，限流電阻的一端分別與電流線圈和電壓保持線圈連 接，限流電阻的另一端分別與雙電層電容的正極以及調速器連接，常閉觸點與 限流電阻並聯。
採用上述技術方案後，在動力鋰電池輸出電路中連接了電子保險絲、電流 型複合繼電器，限流電阻再與雙電層電容並聯輸出。利用複合繼電器連接在電 路中，設定動作吸合電流為動力鋰電池的額定容量ic,在複合繼電器中設有電 壓保持線圈，夕卜接延時電容，只要在電流線圈上電流大於設定電流，電壓保持 線圏#^呆#^及合併延時，至電流線圈中電流小於i殳定電流，複合繼電器才釋放 恢復供電。利用限流電阻，當複合繼電器超過設定電流動作吸合時，常閉觸點 斷開時，該限流電阻自動串接在輸出電路中降壓限流。利用雙電層電容充電迅
速，充放電循環壽命長達10萬次以上，比脈衝功率極大，有超強荷電儲能來提
高高倍率放電能力。本實用新型的特點是把雙電層電容器看作為高倍率放電的 輸出(看作為蓄電池)，複合繼電器為雙電層電容器的充電器，把動力鋰電池看
作為對雙電層電容充電補充的能源。所以鋰電池始終工作在穩定恆流下，而雙 電層電容工作在滿足動力負載不斷能量變化中的大電流工作狀態，複合繼電器
調節保護動力鋰電池。

圖1為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
如圖1所示， 一種動力鋰電池高倍率放電保護裝置，包括線路板l,線路
板1上的電路由鋰電池E、電子保險絲PTC、複合繼電器J、延時電容C1、 限流電阻R和雙電層電容C2組成，複合繼電器J由電流線圈L1、電壓保持線 圏L2以及常閉觸點J 1-1組成，電子保險絲P T C連接在蓄電池正極與電流線 圏L1之間，延時電容C1的正極與電壓保持線圏L2連接，負極與雙電層電容 C2的正極連接，雙電層電容C2的負極與分別與蓄電池負極以及電機M連接， 限流電阻R的一端分別與電流線圈L 1和電壓^f呆持線圏L2連4妻，限流電阻R的 另一端分別與雙電層電容C2的正極以及調速器T S連接，常閉觸點J 1-1與限 流電阻R並聯。複合繼電器定製常閉觸點Jl-l的電流為動力鋰電池容量放電 電流的2C，電流線圏L1的動作電流為動力^l裡電池;改電電流的1C,電壓保持 線圏L2的電壓設計為12V ~ 18V之間，延時電容C 1選用470uf~ 1000uf的電 解電容，限流電阻選用大功率水泥電阻或鋁殼電阻，功率與阻值以控制對雙電 層電容C2的充電電流為動力鋰電池;改電電流1C以下。雙電層電容的電壓、容 量，可才M居對應動力鋰電池的額定電壓容量選取，如37V、 10Ah的動力鋰電 池，可選用42V、 1.6F-2.5F,放電電流在100A 150A之間。
電子保險絲P T C為自恢復保險絲。將自恢復保險絲的保護電流設定為動 力鋰電池額定容量的2倍電流，可靠壽命萬次熔斷自恢復，在電路中一般正常 情況下不工作。
本實施例中，動力鋰電池E輸出的電流經正極、電子保險絲PTC，複合繼 電器J中的電流線圏L1、常閉觸點Jl-l到雙電層電容C的正極、負極，迴路 到動力鋰電池的負極。當電路電流迴路中，雙電層電容C和動力鋰電池E等電 位，或迴路電流小於複合繼電器J保護動作電流，複合繼電器J不動作，不吸 合，當電路中雙電層電容充電電流大於複合繼電器J保護動作電流時，電流線 圏Ll-l產生磁力吸合常閉觸點Jl-l斷開，由限流電阻R降壓限流保護，同時 電壓線圏L2保持吸合併由延時電容C1延時，只有當線圈Ll電流值小於設定 保護動作電流時複合繼電器j才會釋放接通常閉觸點Jl-l。
當電路中調速器T S工作時，動力電機M啟動瞬間先由雙電層電容C2供
大電流啟動運轉，同時動力鋰電池E會小電流補充雙電層電容C2能量，當啟 動時間過長(超過30秒)，負載過重，雙電層電容C2能量不足時，動力鋰電 池E正常供電，只要不超出複合繼電器J設定保護電流1C。當超出設定保護電 流1C時，複合繼電器J吸合斷開常閉觸點Jl-l，由限流電阻R保護限流，由 於限流電阻R是與複合繼電器J中的常閉觸點J1-1並聯的，同時也保護了常 閉觸點J1-1，防止其會過流或燒蝕，延長了常閉觸點J1-1的使用壽命。
電路中連接的電子保險絲PTC，只有當電路中電^UC出保護電流2C時才 會溶斷開，起到了電路中雙重保護的作用，且會自愈恢復(萬次壽命)。
在實踐中，電路中所有組合器件在正常範圍中都不動作，也不耗能，所以 壽命長、工作可靠、價粉氐廉，是非常實用有效的保護電路。而且電路結構簡 單，非常實用。
權利要求1、一種動力鋰電池高倍率放電保護裝置，包括線路板(1)，其特徵在於線路板(1)上的電路由鋰電池(E)、電子保險絲(PTC)、複合繼電器(J)、延時電容(C1)、限流電阻(R)和雙電層電容(C2)組成，複合繼電器(J)由電流線圈(L1)、電壓保持線圈(L2)以及常閉觸點(J1-1)組成，電子保險絲(PTC)連接在蓄電池正極與電流線圈(L1)之間，延時電容(C1)的正極與電壓保持線圈(L2)連接，負極與雙電層電容(C2)的正極連接，雙電層電容(C2)的負極與分別與蓄電池負極以及電機(M)連接，限流電阻(R)的一端分別與電流線圈(L1)和電壓保持線圈(L2)連接，限流電阻(R)的另一端分別與雙電層電容(C2)的正極以及調速器(TS)連接，常閉觸點(J1-1)與限流電阻(R)並聯。
2、 根據權利要求1所述的動力鋰電池高倍率放電保護裝置，其特徵在於 所述的電子保險絲(P T C)為自恢復保險絲。
3、 根據權利要求1或2所述的動力鋰電池高倍率放電保護裝置，其特44 於所述的延時電容(C2)為電解電容。
專利摘要一種動力鋰電池高倍率放電保護裝置，包括線路板，線路板上的電路由鋰電池、電子保險絲、複合繼電器、延時電容、限流電阻和雙電層電容組成，複合繼電器由電流線圈、電壓保持線圈以及常閉觸點組成，電子保險絲連接在蓄電池正極與電流線圈之間，延時電容的正極與電壓保持線圈連接，負極與雙電層電容的正極連接，雙電層電容的負極與分別與蓄電池負極以及電機連接，限流電阻的一端分別與電流線圈和電壓保持線圈連接，限流電阻的另一端分別與雙電層電容的正極以及調速器連接，常閉觸點與限流電阻並聯。本實用新型結構簡單，不僅能提高鋰電池的放電倍率，而且能提高鋰電池使用壽命。
文檔編號H02H7/18GK201011704SQ20072003364
公開日2008年1月23日 申請日期2007年1月19日 優先權日2007年1月19日
發明者周金平 申請人:周金平