自身可自動放電的避險用儲能源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自身可自動放電的避險用儲能源，包括開關電源、充電器、電池組、保護電路、第一二極管、第二二極管、第三二極管、內(nèi)部放電開關和內(nèi)部負載；保護電路包括依次電連接的第一MOS管、采樣電阻、保險絲和第二MOS管，且采樣電阻與保險絲之間的結點接地；開關電源的輸入端與外部交流電源電連接，開關電源的正輸出端分別與第一二極管的負極和外部負載電連接，開關電源的負輸出端分別與第二二極管的正極和外部負載電連接。所述避險用儲能源能夠按照用戶設定的時間定期對內(nèi)部負載放電，使得電池組能夠定期充電和放電，從而保證電池組的實際容量始終能夠達到或接近其標準值。
【專利說明】自身可自動放電的避險用儲能源

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于危險場所的儲能源【技術領域】，特別涉及一種自身可自動放電的避險用儲能源。

【背景技術】
[0002]當煤礦井下發(fā)生事故與災害時，為了贏得救援時間，增加礦工的生存希望，現(xiàn)有技術中煤礦井下安裝了大量救生艙以及與其相配套的大容量應急能量源。但是，這些應急能量源在非緊急情況下是不工作的，其儲能設備中的電池由于長時間不在充、放電狀態(tài)，電池的性能往往受到嚴重的影響。因此，當真正出現(xiàn)緊急情況時，應急能量源的電池的實際容量通常遠遠低于其標準值，這往往導致應急能量源的性能顯著下降，最終導致煤礦井下的應急救援工作得不到保障。如何保證應急能量源的電池的實際容量始終能夠達到或接近其標準值呢？這成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種自身可自動放電的避險用儲能源。
[0004]本實用新型提供的自身可自動放電的避險用儲能源包括開關電源、充電器、電池組、保護電路、第一二極管、第二二極管、第三二極管、內(nèi)部放電開關和內(nèi)部負載；
[0005]保護電路包括依次電連接的第一 MOS管、采樣電阻、保險絲和第二 MOS管，且采樣電阻與保險絲之間的結點接地；
[0006]開關電源的輸入端與外部交流電源電連接，開關電源的正輸出端分別與第一二極管的負極和外部負載電連接，開關電源的負輸出端分別與第二二極管的正極和外部負載電連接；充電器的輸入端與外部交流電源電連接，充電器的正輸出端分別與第一二極管的正極和電池組的正極電連接，充電器的負輸出端與第三二極管的負極電連接；電池組的負極分別與電池管理器和保護電路的第一 MOS管電連接；第一 MOS管和第二 MOS管都與電池管理器電連接；第二 MOS管分別與第二二極管的負極和第三二極管的正極電連接；內(nèi)部負載的一端依次與內(nèi)部放電開關和電池管理器電連接，內(nèi)部負載的另一端與電池組的正極電連接。
[0007]優(yōu)選地，所述避險用儲能源還包括與電池管理器電連接的傳感器組，該傳感器組包括多個設置于電池組處的傳感器。
[0008]優(yōu)選地，所述開關電源的兩個輸出端的輸出電壓相同，所述充電器的兩個輸出端的輸出電壓相同，且所述開關電源的輸出電壓與充電器的輸出電壓的差值大于或等于
0.7V。
[0009]優(yōu)選地，所述第二二極管允許通過的額定電流值大于或等于所述電池組的最大充電電流值的3倍。
[0010]優(yōu)選地，所述第三二極管允許通過的額定電流值大于或等于對外部負載放電的最大放電電流值的3倍。
[0011]優(yōu)選地，所述電池組的容量閾值為其額定容量的80% — 95%。
[0012]優(yōu)選地，所述內(nèi)部放電開關為繼電器開關或MOS管。
[0013]優(yōu)選地，所述內(nèi)部負載為電阻或風扇。
[0014]優(yōu)選地，所述電池組包括多節(jié)串聯(lián)連接的磷酸鐵鋰電池或鎳氫電池。
[0015]本實用新型具有如下有益效果:
[0016]本實用新型的避險用儲能源設有內(nèi)部放電開關和內(nèi)部負載，在該避險用儲能源未連接外部負載的情況下，該避險用儲能源能夠按照用戶設定的時間定期對內(nèi)部負載放電，使得電池組能夠定期充電和放電，從而保證電池組的實際容量始終能夠達到或接近其標準值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例提供的自身可自動放電的避險用儲能源的電路圖；圖中的“ + ”表示正極，表示負極。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及實施例對本實用新型的內(nèi)容作進一步的描述。
[0019]如圖1所示，本實施例提供的自身可自動放電的避險用儲能源包括開關電源1、充電器2、電池組3、傳感器組5、保護電路6、第一二極管7、第二二極管8、第三二極管9、內(nèi)部放電開關10和內(nèi)部負載11。
[0020]保護電路6包括依次電連接的第一 MOS管61、采樣電阻62、保險絲63和第二 MOS管64，且采樣電阻62與保險絲63之間的結點接地。
[0021]開關電源I的輸入端與外部交流電源12電連接，開關電源I的正輸出端分別與第一二極管7的負極和外部負載13電連接，開關電源I的負輸出端分別與第二二極管8的正極和外部負載13電連接；充電器2的輸入端與外部交流電源12電連接，充電器2的正輸出端分別與第一二極管7的正極和電池組3的正極電連接，充電器2的負輸出端與第三二極管9的負極電連接；電池組3的負極分別與電池管理器4和保護電路6的第一 MOS管61電連接；保護電路6的第一 MOS管61和第二 MOS管64都與電池管理器4電連接；保護電路6的第二 MOS管64分別與第二二極管8的負極和第三二極管9的正極電連接；傳感器組5與電池管理器4電連接；內(nèi)部負載11的一端依次與內(nèi)部放電開關10和電池管理器4電連接，內(nèi)部負載11的另一端與電池組3的正極電連接。
[0022]在非緊急情況下，外部交流電源12向所述避險用儲能源供電，即外部交流電源12分別向開關電源I和充電器2供給交流電；在緊急情況下，外部交流電源12停止向所述避險用儲能源供電，即外部交流電源12停止分別向開關電源I和充電器2供給交流電。
[0023]開關電源I用于當外部交流電源12向所述避險用儲能源供電時將來自外部交流電源12的交流電轉(zhuǎn)換為直流電并將該直流電供給外部負載13 ;開關電源I還用于當外部交流電源12停止向所述避險用儲能源供電時停止向外部負載13供給直流電。充電器2用于當外部交流電源12向所述避險用儲能源供電時向電池組3充電。充電器2的正輸出端輸出的充電電流依次經(jīng)電池組3、第一 MOS管61、采樣電阻62、保險絲63、第二 MOS管64和第三二極管9流向充電器2的負輸出端,構成一個閉合的電流回路。第一二極管7用于當外部交流電源12向所述避險用儲能源供電時防止開關電源I的正輸出端輸出的直流電流向充電器2的正輸出端。電池組3用于當外部交流電源12停止向所述避險用儲能源供電時對外部負載13放電。電池組3的正極輸出的放電電流依次經(jīng)第一二極管7、外部負載13、第二二極管8、第二 MOS管64、保險絲63、采樣電阻62和第一 MOS管61流向電池組3的負極，構成一個閉合的電流回路。第二二極管8用于防止反向電流流過第二二極管8 ;第三二極管9用于防止反向電流流過第三二極管9，第二二極管8和第三二極管9都對所述避險用儲能源起保護作用。采樣電阻62用于供電池管理器4采集流過保護電路6的電流。當流過保護電路6的電流過大時，保險絲63將熔斷，從而對所述避險用儲能源起保護作用。
[0024]傳感器組5包括多個傳感器，且傳感器組5的多個傳感器設置于電池組3處，用于測量電池組3的溫度、充電電流、放電電流、充電電壓和放電電壓并將其發(fā)送給電池管理器4。
[0025]電池管理器4用于供用戶設定電池組3的溫度、充電電流、放電電流、充電電壓和放電電壓的閾值范圍；電池管理器4還用于根據(jù)來自傳感器組5的溫度、充電電流、放電電流、充電電壓或放電電壓的測量值判斷電池組3的狀態(tài)為過熱、過壓、欠壓、過流或短路；電池管理器4還用于根據(jù)電池組3的狀態(tài)向保護電路6的第一 MOS管61或第二 MOS管64發(fā)送指令信號。保護電路6的第一 MOS管61用于在電池組3充電時響應來自電池管理器4的指令信號并執(zhí)行接通或斷開動作；保護電路6的第二 MOS管64用于在電池組3對外部負載13放電時響應來自電池管理器4的指令信號并執(zhí)行接通或斷開動作。
[0026]在所述避險用儲能源未連接外部負載13的情況下，經(jīng)過一段時間后，所述避險用儲能源能夠自動對內(nèi)部負載11放電。在所述避險用儲能源未連接外部負載13的情況下，電池管理器4還用于供用戶設定對內(nèi)部負載11的開始放電時間和停止放電時間；還用于向內(nèi)部放電開關10發(fā)送對內(nèi)部負載11的開始放電指令信號或停止放電指令信號。內(nèi)部放電開關10用于響應來自電池管理器4的對內(nèi)部負載11的開始放電指令信號或停止放電指令信號并相應地執(zhí)行接通或斷開動作。電池管理器4還用于供用戶設定電池組3的容量閾值。優(yōu)選地，電池組3的容量閾值為其額定容量的80% — 95%。
[0027]優(yōu)選地，電池管理器4向內(nèi)部放電開關10發(fā)送對內(nèi)部負載11的開始放電指令信號需要同時滿足如下條件:
[0028](al)電池組3充滿電；
[0029](a2)外部交流電源12正常供電；
[0030](a3)保護電路6正常工作；
[0031 ] (a4)用戶設定的放電時間已到。
[0032]優(yōu)選地，電池管理器4向內(nèi)部放電開關10發(fā)送對內(nèi)部負載11的停止放電指令信號需要同時滿足如下條件:
[0033](bl)電池組3的實際容量下降到其容量閾值；
[0034](b2)外部交流電源12停止正常供電；
[0035](b3)電池組3的狀態(tài)為過熱、過壓、欠壓、過流或短路。
[0036]優(yōu)選地，開關電源I的兩個輸出端的輸出電壓相同，充電器2的兩個輸出端的輸出電壓相同，且開關電源I的輸出電壓與充電器2的輸出電壓的差值大于或等于0.7V。
[0037]優(yōu)選地，第二二極管8允許通過的額定電流值大于或等于電池組3的最大充電電流值的3倍；第三二極管9允許通過的額定電流值大于或等于對外部負載13放電的最大放電電流值的3倍。
[0038]優(yōu)選地，內(nèi)部放電開關10為繼電器開關或MOS管。
[0039]優(yōu)選地，內(nèi)部負載11為電阻或風扇。當電池組對內(nèi)部負載11放電時，風扇能夠驅(qū)散所述避險用儲能源產(chǎn)生的熱量，以使其降溫。
[0040]優(yōu)選地，電池組3包括多節(jié)串聯(lián)連接的磷酸鐵鋰電池或鎳氫電池。
[0041]應當理解，以上借助優(yōu)選實施例對本實用新型的技術方案進行的詳細說明是示意性的而非限制性的。本領域的普通技術人員在閱讀本實用新型說明書的基礎上可以對各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，該避險用儲能源包括開關電源、充電器、電池組、保護電路、第一二極管、第二二極管、第三二極管、內(nèi)部放電開關和內(nèi)部負載； 保護電路包括依次電連接的第一 MOS管、采樣電阻、保險絲和第二 MOS管，且采樣電阻與保險絲之間的結點接地； 開關電源的輸入端與外部交流電源電連接，開關電源的正輸出端分別與第一二極管的負極和外部負載電連接，開關電源的負輸出端分別與第二二極管的正極和外部負載電連接；充電器的輸入端與外部交流電源電連接，充電器的正輸出端分別與第一二極管的正極和電池組的正極電連接，充電器的負輸出端與第三二極管的負極電連接；電池組的負極分別與電池管理器和保護電路的第一 MOS管電連接；第一 MOS管和第二 MOS管都與電池管理器電連接；第二 MOS管分別與第二二極管的負極和第三二極管的正極電連接；內(nèi)部負載的一端依次與內(nèi)部放電開關和電池管理器電連接，內(nèi)部負載的另一端與電池組的正極電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述避險用儲能源還包括與電池管理器電連接的傳感器組，該傳感器組包括多個設置于電池組處的傳感器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述開關電源的兩個輸出端的輸出電壓相同，所述充電器的兩個輸出端的輸出電壓相同，且所述開關電源的輸出電壓與充電器的輸出電壓的差值大于或等于0.7V。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述第二二極管允許通過的額定電流值大于或等于所述電池組的最大充電電流值的3倍。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述第三二極管允許通過的額定電流值大于或等于對外部負載放電的最大放電電流值的3倍。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述電池組的容量閾值為其額定容量的80% — 95%。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述內(nèi)部放電開關為繼電器開關或MOS管。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述內(nèi)部負載為電阻或風扇。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的自身可自動放電的避險用儲能源，其特征在于，所述電池組包括多節(jié)串聯(lián)連接的磷酸鐵鋰電池或鎳氫電池。
【文檔編號】H02J9/00GK203840050SQ201420258392
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2014年5月20日
【發(fā)明者】魏星, 王亞智, 徐華云 申請人:中煤電氣有限公司