電池充電平衡器的製作方法
2023-11-04 19:22:02
專利名稱：電池充電平衡器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及給電池充電的輔助技術，特別是涉及一種用於串聯電池組的電池充電平衡器。
背景技術：
在串連電池組當中，由於生產工藝的原因，在容量、內阻等方面均存在著較大的差異。在正常充電時如果某單節電池的容量或內阻過高，那麼這節電池(問題電池)的電壓就必然會出現電壓過高現象，從而較相鄰電池提前到達限制電壓(衡壓)，此時如果不加以限制，電壓將繼續上升。電壓過高，對不同類型的充電電池會產生相應的不同損毀。如，對鉛酸電池，電壓過高就會導致電池大量析氣而失水(電解液損失)。經周而復始，問題電池將出現惡性循環充電，從而因失水過多導致提前損毀，繼而導致相鄰電池也因過充電引發熱失控、失水等現象，使之徹底損毀。
發明內容
本實用新型的目的就是為了解決以上問題，提供一種用於防止串聯電池組充電時單節電池過充或欠充、抑制問題電池的惡性循環充電且散熱良好的電池充電平衡器；為實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案一種電池充電平衡器，是用於與充電電池並聯的分流裝置，包括電池充電平衡電路和對該電路進行封裝的殼體；所述電池充電平衡電路，包括分流元件和開關模塊，所述分流元件採用片狀發熱電阻，所述開關模塊在並聯電壓超過設定值時開通，將所述分流元件接入電路中；所述電池充電平衡電路與充電電池並聯的兩極分別自封裝殼體中引出；所述封裝殼體包括散熱片，所述片狀發熱電阻緊貼散熱片固定。
優選的是，所述散熱片即作為所述封裝殼體的部分外殼，所述片狀發熱電阻採用片狀陶瓷電阻。
優選的是，所述電池充電平衡電路中除片狀發熱電阻外的其他元件均安裝於電路板上，這樣電路結構更為緊湊，便於封裝。
採用上述方案，本實用新型有益的技術效果在於本實用新型的充電平衡電路通過並聯在電池組的單節電池上，設定使開關模塊在電池達到限制電壓時導通，並利用分流元件進行分流，能夠減少該問題電池的充電電流，並在分流後相鄰電池正常充電的同時也以較小電流給之繼續充電，經數次充電調整後可以完全實現電池組的充電平衡。
本實用新型的電池充電平衡器通過使用片狀的陶瓷功率電阻作為分流電阻，克服了採用普通圓柱形電阻產生的發熱集中、熱量無法排除並導致塑料殼體因過熱而變形的問題。
本實用新型採用散熱金屬片與片狀分流電阻緊貼，能夠使陶瓷的分流電阻產生的熱量快速傳導至金屬板散熱，擴大了散熱面積，避免因局部過熱引起塑料殼體變形。
本實用新型的平衡器廣泛適用於各類串連鉛酸電池組的充電平衡保護，特別適用於鉛酸電池組的配套使用，亦適合維修市場的加裝使用。配置該電路後能大大延長電池的正常使用期。並且，本實用新型的電路以及平衡器結構簡單，體積小，精度高，造價低，安裝方便。
下面通過具體的實施例並結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
圖1是本實用新型的一種電池充電平衡器的外部結構示意圖。
圖2是圖1中電池充電平衡器保留部分外殼的側面結構示意圖。
圖3是一種電池充電平衡電路示意圖。
具體實施方式
實施例一、一種電池充電平衡器，如圖1、圖2所示，包括殼體與電池充電平衡電路。該電池充電平衡電路包括分流元件21和開關模塊22，其分流元件21採用片狀陶瓷功率電阻，開關模塊22安裝於電路板上，這樣整個電路結構更為緊湊，便於封裝。所述開關模塊在並聯電壓超過設定值時開通，將所述分流元件接入電路中。
電池充電平衡電路用於與充電電池並聯的兩極分別自封裝殼體中引出；封裝殼體的一個側壁由金屬散熱片11構成，其餘部分為塑封外殼。片狀陶瓷功率電阻21緊貼散熱片11固定，以達到良好的散熱效果。電路板22固定在封裝殼體中。由於金屬散熱片11本身作為殼體的一部分，一面與片狀電阻21緊貼，另一面暴露於平衡器外部，利於散熱。該平衡器採用塑封工藝使鋁板、電路模塊、片狀分流電阻形成一個整體，從而散熱效果好，外形美觀，安裝方便。
為更好的理解本實用新型，下面給出一種可用於本實用新型的電池充電平衡電路。必須說明的是，下述電路僅為實現本專利的一種可選方案，並不構成對本實用新型封裝結構的任何限制。本領域技術人員可在現有知識的範圍內對該電路的具體結構進行各種變化而不超出本實用新型的保護範圍。
如圖3所示，包括用作分流元件的電阻R4和開關模塊。所述開關模塊包括由三極體Q1、Q2構成的級連開關電路；由限流電阻R1、R2、W1以及穩壓二極體AZ1串聯構成的電壓設定電路；以及電容C1。其中電阻W1為一個可調滑動變阻器。
三極體Q2的開關端作為開關電路的開關端串聯電阻R4，三極體Q2的導通與截止控制電阻R4是否接入電路中對充電電池進行分流，Q2的狀態由其上級開關管Q1控制，Q1的控制端作為開關電路的控制端接入電壓設定電路中。這裡採用兩級開關管控制的目的是為了提高電路控制的精確度，原則上也可以只使用一個開關管或多個級連開關管來進行控制，但單級控制精度不夠高，而級數過多會導致電路複雜，增加成本，且對控制精度沒有明顯的作用。
電壓設定電路並聯外接充電電池，由依次串聯的R2、W1、AZ1和R1構成，Q1的控制端接在W1和AZ1之間。當充電電壓高於AZ1的反向擊穿電壓時，AZ1開通，Q1的控制端即有電流流過，隨著並聯電壓的升高Q1的控制電流不斷增強，當達到一定強度時，Q1即開通。並聯電壓的升高與Q1基極電流的關係由限流電阻的阻值確定，因此，可以通過調整滑動變阻器W1來改變本電池充電平衡電路的分流電壓值。當然，如果確定只需要唯一的分流電壓值，也可以用普通電阻來取代滑動變阻器W1。此外，為了避免出現意外的反向電流，還給AZ1串聯一個與並聯電壓方向相同的二極體D3。
為了提高電路的穩定性，還增加設置一個電容C1並聯外接充電電池。
工作時，將該電路的並聯於充電電池組中的單個電池，注意使電池的正負極分別對應穩壓二極體的負正極。在本實施例中，充電電池的限制電壓為14.6V，穩壓二極體AZ1的擊穿電壓為13V，電壓低於13V時，該平衡電路不導通，從而實現零功耗。通過調整W1的阻值，使並聯電壓為14.6V時Q2開始導通，從而電流通過R4旁路進行分流，以減少該問題電池的充電電流。分流後相鄰電池正常充電的同時也以較小電流給之繼續充電，經數次充電調整後可以完全實現電池組的充電平衡。
權利要求1.一種電池充電平衡器，是用於與充電電池並聯的分流裝置，其特徵在於包括電池充電平衡電路和對該電路進行封裝的殼體；所述電池充電平衡電路，包括分流元件和開關模塊，所述分流元件採用片狀發熱電阻，所述開關模塊在並聯電壓超過設定值時開通，將所述分流元件接入電路中；所述電池充電平衡電路與充電電池並聯的兩極分別自封裝殼體中引出；所述封裝殼體包括散熱片，所述片狀發熱電阻緊貼散熱片固定。
2.根據權利要求1所述的電池充電平衡器，其特徵在於所述散熱片作為所述封裝殼體的部分外殼，所述片狀發熱電阻採用片狀陶瓷電阻。
3.根據權利要求2所述的電池充電平衡器，其特徵在於所述電池充電平衡電路中除片狀發熱電阻外的其他元件均安裝於電路板上，所述電路板固定在所述封裝殼體中。
專利摘要本實用新型公開了一種電池充電平衡器，是用於與充電電池並聯的分流裝置，包括電池充電平衡電路和對該電路進行封裝的殼體；所述電池充電平衡電路，包括分流元件和開關模塊，所述封裝殼體包括散熱片，所述片狀發熱電阻緊貼散熱片固定。本實用新型的充電平衡電路通過並聯在電池組的單節電池上，設定使開關模塊在電池達到限制電壓時導通，並利用分流元件進行分流，能夠減少該問題電池的充電電流，並在分流後相鄰電池正常充電的同時也以較小電流給之繼續充電，經數次充電調整後可以完全實現電池組的充電平衡；並且通過使用片狀的陶瓷功率電阻作為分流電阻，克服了採用普通圓柱形電阻產生的發熱集中、熱量無法排除並導致塑料殼體因過熱而變形的問題。
文檔編號H02J7/00GK2888660SQ20062005378
公開日2007年4月11日 申請日期2006年1月9日 優先權日2006年1月9日
發明者周海 申請人:周海