電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置的製作方法

2023-07-28 16:15:41 3

專利名稱：電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車用蓄電池充電保護，特別是一種用於防止電動自行車(是電動自行車、電動摩託車及電動三輪車的簡稱，下同)鉛酸蓄電池充電熱失控的保護裝置。
背景技術：
隨著電動自行車行業的發展，採用開關電源及電子自動控制的電動自行車蓄電池充電器得到迅速普及，包括恆流、限壓的二段式和恆流、限壓、涓流(保壓)的三段式充電器等，這些充電器雖然都有所謂的智能控制，但它主要側重於對充電時的電壓、電流的控制，而忽略了蓄電池充電重要的溫度特性，對電動車蓄電池特性參數離散、串聯格數多、溫度影響大等特殊性，其智能控制作用有限，因此，在現有充電器控制下存在過充、欠充、失水、硫化、熱失控等問題。熱失控是電動自行車用鉛酸蓄電池(是各種鉛酸蓄電池的簡稱，如:普通鉛酸蓄電池、閥控免維護鉛酸蓄電池和膠體鉛酸蓄電池等，下同)在充電時出現的一種熱管理上的失控狀態。由於鉛酸蓄電池在充電時產生熱量的速度快於散發熱量的速度，造成熱量在電池內積累，使電池內部溫度升高，溫度升高又使其在恆流充電階段後期的電流降不下來，反而上升，充電電流的上升又促使充電時產生熱量的速度增加，如此反覆惡性循環，造成蓄電池處於熱失控狀態。當溫度上升到接近電池外殼塑料的軟化溫度時，在電池內壓的作用下，電池外殼出現嚴重的塑性變形，甚至開裂漏液、爆炸燃燒，使蓄電池報廢，不可修復，還造成環境汙染。事實上，無論是普通鉛酸蓄電池還是膠體鉛酸蓄電池，充電到最後階段時，充電電流幾乎都用在水的電解上，水的不同程度的逐漸損失是客觀存在的。根據報導，使用了 7-8個月(電池壽命的中、後期)的電動自行車用鉛酸蓄電池，應及時補水補液，否則在環境溫度超過25°C以上的夏天，容易出現熱失控現象。它使蓄電池在正常壽命期的一半就失效，不僅造成經濟損失，而且大量的報廢蓄電池還有可能因回收不及時對環境造成汙染，已經成為一個必須引起重視和儘快解決的問題。另外，鉛酸蓄電池的工作溫度高於50°C時，因負極硫化容量損失而降低壽命，也是一個需要解決的問題。目前，為了解決充電 熱失控引起的外殼變形，甚至開裂漏液、爆炸燃燒等問題，一些廠家推出了 「在充電器上增加定時關機功能」等措施，但均不能完全解決問題。
發明內容本實用新型的目的是為解決電動自行車鉛酸蓄電池充電中容易出現的熱失控問題，提出一種電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置。本實用新型採用的技術方案是:電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置，所述的蓄電池組的充電迴路上設置有溫度繼電器。所述的蓄電池組的每塊蓄電池上都設有溫度繼電器，各溫度繼電器依次串聯連接在蓄電池組的充電迴路上。所述的溫度繼電器是常閉型溫度繼電器。[0009]所述的常閉型溫度繼電器是手動復位型溫度繼電器。本實用新型具有顯著的特點，它與現有充電器相配合，採用溫度繼電器控制蓄電池充電迴路，使蓄電池充電過程中的溫度過高得到有效控制，在電池溫度升高到限定值時自動切斷充電迴路，終止熱失控的發展，避免了因蓄電池溫度過高而導致的外殼變形，甚至開裂漏液、燃燒爆炸，使蓄電池有了修復的可能，從而延長了蓄電池的使用壽命。電路結構簡單，對原電路幾乎沒有影響，性能穩定，使用方便，減少了對環境汙染，滿足消費者需要，有利推廣利用。

圖1是本實用新型實施例之一的電路構成示意圖；圖2是本實用新型實施例之二的電路構成示意圖。圖中標號分別為:1-充電器；2_電動車控制電路；E_蓄電池組；FC_溫度繼電器；K-車門鎖開關。
具體實施方式
圖1示出本實用新型實施例之一的電路構成，它是在蓄電池組E的充電迴路上串聯接入溫度繼電器FC，溫度繼電器FC接在充電器I的正極輸出端，與蓄電池組E的正極端相連，溫度繼電器FC的殼體緊貼安裝在蓄電池外殼或電池蓋上。同時，蓄電池組E的正極通過車門鎖開關K連接電動自行車控制電路2。這裡，電動自行車的車門鎖開關K必須與蓄電池組E的正極相連，是為了防止溫度繼電器FC在車輛騎行過程中電現誤動作斷開情況，而導致電動自行車失去動力，對騎行者的安全構成威脅。如圖2所示，串聯蓄電池組的均衡性是一個技術難題，每塊蓄電池個體特性存在差異。為更準確、快捷地監測到蓄電池組E的每塊蓄電池在充電過程中的發熱情況，在蓄電池組E的每塊蓄電池上都設置有溫度繼電器FC，各溫度繼電器FC依次串聯連接在蓄電池組E的充電迴路上，每個溫度繼電器殼體均緊貼安裝在對應的蓄電池外殼或電池蓋上。使用中，當蓄電池發熱達到限定溫度時，溫度繼電器FC感應出蓄電池產生非正常過熱，從而迅速切斷充電迴路。如果說將溫度繼電器FC換成溫度保險絲，也可以達到控制蓄電池在充電時溫度過聞的目的。為了方便溫度繼電器和鉛酸蓄電池的安裝、導線的連接，每塊鉛酸蓄電池最好是一種防止熱失控的鉛酸蓄電池，其特徵是，在所述的鉛酸蓄電池的外殼或電池蓋上設置溫度繼電器(或溫度保險絲)；所述的溫度繼電器是常閉型溫度繼電器，所述的常閉型溫度繼電器是手動復位型溫度繼電器；所述的外殼或電池蓋上設有溫度繼電器(或溫度保險絲)的接線柱。根據電動自行車用鉛酸蓄電池在充電狀態下的發熱情況，考慮到鉛酸蓄電池的工作溫度高於50°C時，因負極硫化容量損失而降低壽命，以及蓄電池外殼的耐溫能力，軟化溫度，本實用新型設定溫度繼電器的動作溫度為50-80°C，可在實際應用中酌情選取。當採用具有自動復位功能的常閉型溫度繼電器，動作溫度設定在50°C時，蓄電池因充電發熱，溫度逐漸上升，達到設定的動作溫度50°C，溫度繼電器FC會迅速切斷充電迴路，停止充電，防止蓄電池因高溫硫化。顯然，這也同時阻止了熱失控的發生或發展，避免了因蓄電池溫度過高而導致的外殼變型、甚至開裂漏液、燃燒爆炸。停止充電以後，蓄電池的溫度會逐漸降低，當溫度降到溫度繼電器FC的復位溫度時，溫度繼電器FC自動閉合，接通充電迴路，繼續充電。上述的停止充電間歇，有可能延長整個充電時間，但使蓄電池有了較充足的反應時間，減少了析氣量，提高了蓄電池電流接受率，使下一輪充電更加順利進行。考慮到人們較快的工作節奏，為避免較長時間充電，可以將溫度繼電器FC的動作溫度設定在接近電池外殼能承受的溫度附近或軟化溫度附近，例如75°C，並採用需要手動復位的常閉型溫度繼電器。如果充電時發生熱失控，蓄電池溫度會迅速上升，達到設定的動作溫度75°C時，溫度繼電器FC會迅速切斷充電迴路，停止充電，避免了熱失控導致的蓄電池外殼變形、甚至開裂漏液、爆炸燃燒。在手動復位之前，溫度繼電器FC不會因蓄電池溫度的降低自動閉合而接通充電迴路，再次充電。出現這樣的異常高溫，應及時將蓄電池送修，而不應該繼續充電使用，以免發生損失和危險。
權利要求1.種電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置，其特徵是，所述的蓄電池組(E)的充電迴路上設置有溫度繼電器(FC)。
2.據權利要求1所述的電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置，其特徵是，所述的蓄電池組(E)的每塊蓄電池上都設有溫度繼電器(FC)，各溫度繼電器(FC)依次串聯連接在蓄電池組(E)的充電迴路上。
3.據權利要求2所述的電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置，其特徵是，所述的溫度繼電器(FC)是常閉型溫度繼電器。
4.據權利要求3所述的電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置，其特徵是，所述的常閉型溫度繼電器是手動復位型溫度繼電器。
專利摘要本實用新型是一種電動自行車鉛酸蓄電池充電熱失控保護裝置，其特徵是在蓄電池組的充電迴路上設置有溫度繼電器。當發生熱失控時，蓄電池溫度升高到限定值會自動切斷充電線路，使蓄電池充電過程中的溫度過高得到有效控制，終止熱失控的發展。避免了因蓄電池溫度過高而導致的外殼變形，甚至開裂漏液，爆炸燃燒，使蓄電池有了修復的可能，從而延長了蓄電池的使用壽命。
文檔編號H02H7/18GK202930924SQ20122066713
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者葉博飛 申請人:葉博飛