本實用新型涉及電池充電保護裝置，尤其涉及一種電動車的動力電池充電保護裝置。

背景技術：

動力電池是純電動汽車的主要動力來源，電池的性能決定了電動車的最大續(xù)駛里程。在使用的過程中，電池的每次充電、放電過程，都會直接影響到電池的性能和使用.而電池成本占汽車整體成本相當大的比重，所以需要對電動車電池進行有效保護。

電動車在充電過程中頻繁出現(xiàn)爆炸起火問題，造成重大的經(jīng)濟損失甚至危害人身安全，電動車充電安全問題越來越受關注。例如在專利號為“201420670503.5”、專利名稱為“電動汽車充電保護裝置”中提供了一種技術方案，在充電的過程中，對電池數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，在電池充滿或其他參數(shù)達到預設值的時候自動停止充電，防止電池多度充電，以對電動車電池進行有效保護，延長電池使用壽命。這種方案能有效地防止過度充電，但對充電過程中電流電壓過大等情況無法及時反應，不能有效地保護動力電池。

現(xiàn)有技術的電動車充電保護裝置的常見技術方案主要有兩種，一種是在電動車的電池里設置保護電路，另一種是在電池的充電器里設置保護電路；前一種方案存在的問題是設置保護電路會影響電池的容量，如果保護電路失效，電池更容易爆炸；后一種方案在充電器內(nèi)設置保護電路，一旦發(fā)生危險，充電器會自動斷開連接保護電池，但現(xiàn)有技術的充電器只具有電流、電壓保護電路，功能較單一，不能有效地告知使用者電池的充電情況，無法滿足使用者的需求。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種能有效監(jiān)測充電電路中的電流、電壓并對電路進行保護、同時還可提醒使用者的動力電池充電保護裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種動力電池充電保護裝置，包括殼體、蜂鳴器以及內(nèi)置于殼體的PCB電路板；所述PCB電路板包括降壓模塊、溫度檢測模塊、電壓檢測模塊和可充鋰電池；外部電源與可充鋰電池之間電連接有電流保險絲，外部電源、電流保險絲與可充鋰電池電連接構成充電電流保護電路；外部電源與降壓模塊電連接構成降壓電路，所述溫度檢測模塊與降壓電路電連接形成溫度檢測工作電路；溫度檢測模塊的輸入端還與可充鋰電池上的溫度探頭的輸出端電連接，溫度檢測模塊的輸出端與超過預定值自動斷開的溫度開關電連接形成溫度保護電路；溫度檢測模塊的輸出端還與蜂鳴器電連接形成保護提醒電路。

其中，所述電壓檢測模塊的CV引腳與外部電源的正極電連接，電壓檢測模塊的負極與外部電源的負極電連接，所述外部電源、電壓檢測模塊形成電壓檢測電路。

其中，所述電壓檢測模塊的輸入端與降壓電路電連接，所述電壓檢測模塊的輸出端與降壓電路電連接；所述電壓檢測模塊的輸入端與降壓電路之間還電連接有復位開關，所述降壓電路、復位開關、電壓檢測模塊構成電壓工作電路，且復位開關連通時，電壓工作電路接通。

其中，所述電壓檢測模塊的輸出端與降壓電路之間還電連接有第一中間繼電器，所述第一中間繼電器與電壓檢測模塊電連接，且第一中間繼電器斷開時，電壓工作電路斷開。

其中，外部電源與電流保險絲之間還電連接有第二中間繼電器，所述第二中間繼電器與電壓檢測模塊電連接，所述第二中間繼電器斷開時，充電電流保護電路斷開。

其中，所述電流保險絲的額定電流值為2.5A-3.0A。

其中，所述外部電源電壓為30-80V,所述降壓模塊降壓輸出后的電壓為24V。

其中，所述溫度開關的預定值的范圍為45℃-50℃，所述蜂鳴器報警的溫度值也為45℃-50℃。

其中，所述殼體上還設有溫度顯示器，所述溫度顯示器與溫度檢測模塊電連接。

本實用新型的有益效果是：：與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的保護裝置，外部電源與可充鋰電池之間電連接有電流保險絲，當電路中的電流超過電流保險絲的額定電流時，電流保險是熔斷，充電電流保護電路斷開，保護裝置停止充電起到保護鋰電池的作用。同時在鋰電池上安裝有溫度探頭，當溫度探頭檢測到鋰電池表面溫度超過溫度檢測模內(nèi)的溫度開關的預設值時，溫度開關斷開連接，溫度保護電路斷開，有效地保護了溫度檢測模塊不被損壞；同時蜂鳴器開始報警，有效地提醒了使用者。本實用新型的保護裝置不僅可以切斷鋰電池的充電電路以保護鋰電池，還會根據(jù)鋰電池表面溫度及時切斷溫度保護電路以保護溫度檢測模塊，還會根據(jù)鋰電池表面溫度及時連通蜂鳴器告知使用者充電危險，結構簡單，多層保護，使用更加安全。

附圖說明

圖1為本實用新型保護裝置PCB保護板的電路圖；

圖2為本實用新型保護裝置的外部結構示意圖；

主要元件符號說明如下：

1、殼體 2、溫度顯示器

3、電源線輸入端 4、電源線輸出端

5、測溫線 6、復位開關按鈕

Li-ion、鋰電池 DC、降壓模塊

W、溫度檢測模塊 U、電壓檢測模塊

FUSE、電流保險絲 K、溫度探頭

AN、復位開關 Ka1、第一中間繼電器

Ka2、第二中間繼電器 HA、蜂鳴器。

具體實施方式

為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。

請參閱圖2，本實用新型提供一種動力電池充電保護裝置，包括殼體1、蜂鳴器HA、內(nèi)置于殼體1的PCB電路板、與外部電源連接的電源線輸入端3、與鋰電池Li-ion連接的電源線輸出端4、與溫度探頭K連接的測溫線5。PCB電路板包括降壓模塊DC、溫度檢測模塊W、電壓檢測模塊U和可充鋰電池Li-ion.外部電源與可充鋰電池Li-ion之間電連接有電流保險絲FUSE，外部電源、電流保險絲FUSE與可充鋰電池Li-ion電連接構成充電電流保護電路；外部電源與降壓模塊DC電連接構成降壓電路，溫度檢測模塊W與降壓電路DC電連接形成溫度檢測工作電路；溫度檢測模塊W的輸入端還與可充鋰電池上的溫度探頭K的輸出端電連接，溫度檢測模塊W的輸出端與超過預定值自動斷開的溫度開關電連接形成溫度保護電路；溫度檢測模塊W的輸出端還與蜂鳴器HA電連接形成保護提醒電路。

本實用新型的保護裝置既可以與鋰電池Li-ion的充電器連接、還可以直接與電源連接為鋰電池Li-ion充電并保護鋰電池Li-ion。外部電源與可充鋰電池Li-ion之間電連接有電流保險絲FUSE，當電路中的電流超過電流保險絲FUSE的額定電流時，電流保險絲FUSE熔斷，充電電流保護電路斷開，保護裝置停止為鋰電池Li-ion充電起到保護鋰電池Li-ion的作用。同時在鋰電池Li-ion上安裝有溫度探頭K，當溫度探頭K檢測到鋰電池Li-ion表面溫度超過溫度檢測模內(nèi)的溫度開關的預設值時，溫度開關斷開連接，溫度保護電路斷開，有效地保護了溫度檢測模塊不被損壞；同時蜂鳴器HA開始報警，有效地提醒了使用者。本實用新型的保護裝置不僅可以切斷鋰電池Li-ion的充電電路以保護鋰電池Li-ion，還會根據(jù)鋰電池Li-ion表面溫度及時切斷溫度保護電路以保護溫度檢測模塊W，還會根據(jù)鋰電池表面溫度及時連通提醒電路告知使用者充電危險，結構簡單，多層保護，使用更加安全。

為了更好地保護鋰電池Li-ion充電過程中的安全性，本實用新型的PCB電路板上還設有電壓檢測保護電路U，由圖1中可以看出，電壓檢測模塊U的CV引腳與外部電源的正極電連接，電壓檢測模塊U的負極與外部電源的負極電連接，外部電源、電壓檢測模塊U形成電壓檢測電路。電壓檢測模塊U的CV引腳輸入端檢測的是鋰電池Li-ion充電時的正極電壓，電壓檢測模塊U的負極檢測是鋰電池充電Li-ion時的負極正壓，故正常情況下，電壓檢測模塊U能檢測鋰電池Li-ion充電時的電壓。電壓檢測模塊U預先會設置電壓的安全值范圍為0-X（其中X可根據(jù)不同的電動車使用電池進行設置），當電壓檢測模塊U檢測鋰電池充電時電壓超過安全值時，電壓檢測模塊U控制整個電路中的中間繼電器斷開，包括在電壓檢測模塊U的輸出端與降壓電路之間電連接有第一中間繼電器Ka1、在外部電源與電流保險絲FUSE之間還電連接有第二中間繼電器Ka2。之所以需要在電壓檢測模塊與降壓電路之間設置第一中間繼電器，是為了保護電壓檢測模塊U，當電壓超過安全值時，此時整個電路處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，不止鋰電池Li-ion有危險，電壓檢測模塊U繼續(xù)工作也會存在安全隱患，故為了更加安全的保護整個電路，第一中間繼電器Ka1斷開連接，此時電壓檢測模塊U與降壓模塊DC斷開連接，電壓檢測模塊U也會停止檢測工作，減少安全隱患。當電壓檢測模塊U檢測到鋰電池Li-ion兩端的電壓超過安全值時，電壓檢測模塊U控制第二中間繼電器Ka2斷開連接，此時充電電流保護電路斷開，鋰電池Li-ion不在繼續(xù)充電，第二中間繼電器和電流保險絲FUSE起到雙層保護鋰電池的作用。

本實用新型的保護裝置設置了多層保護系統(tǒng)，包括當電流過高時電流保險絲FUSE熔斷的充電電流保護電路、當溫度過高時溫度溫度開關斷開連接的溫度保護電路、當溫度過高蜂鳴器HA報警的提示保護電路、電壓過大時第二繼電器斷開連接以保護電壓檢測模塊的電壓檢測電路。

本實用新型的電壓檢測模塊有兩種工作狀態(tài)，一種是直接接在鋰電池Li-ion的兩端檢測鋰電池Li-ion電壓的電壓檢測電路，另一種是電路檢測模塊U自身的工作電路，此時電壓檢測模塊U接在降壓模塊DC上為電壓工作電路。在實際使用過程中，為了能便于控制保護裝置，電壓檢測模塊U的輸入端與降壓電路DC電連接，電壓檢測模塊U的輸出端與降壓電路DC電連接。電壓檢測模塊U的輸入端與降壓電路DC之間還電連接有復位開關AN，降壓電路、復位開關AN、電壓檢測模塊DC構成電壓工作電路，且復位開關AN連通時，電壓工作電路接通。降壓模塊DC將外部電源的高電壓降壓后，一條支路會連通溫度檢測模塊W，為溫度檢測模塊W提供電源，另一條支路會連通電壓檢測模塊U，為電壓檢測模塊U提供電源。為了便于控制保護裝置，在降壓模塊DC與電壓檢測模塊U之間設置復位開關AN，在使用時，使用者按下固定在殼體1上的復位開關按鈕6，復位開關按鈕6與復位開關AN電連接，此時電壓工作電路連通，電壓檢測模塊U開始工作。現(xiàn)有技術的充電器保護電路都是電壓檢測模塊U與電路之間連通，當與外部電源連接時，電壓檢測模塊立即工作，在該過程中電壓值由0V立即增大至一定數(shù)值，容易引發(fā)安全隱患。而本實用新型的保護裝置設置復位開關AN開控制電壓檢測模塊U，避免了電路一連通，電壓模塊立即工作而造成的安全隱患，更好地保護了電路。同時使用者可以根據(jù)自身充電需求選擇開啟或關閉復位開關AN，適用性更好。

在實際使用中，電流保險絲FUSE的額定電流值為2.5A-3.0A，由于一般電動車鋰電池的額定充電電流在2.5A-3.0A之間，當電路中流經(jīng)電流保險絲FUSE的電流超過額定電流值時，電流保險絲FUSE會被熔斷，此時電路斷開，鋰電池不再繼續(xù)充電，保護了鋰電池。

本實用新型的溫度檢測模塊W與電壓檢測模塊U的工作電壓一般為24V，而充電器的電壓或外部電源的電壓一般都大于24V，一般在30-80V之間,本實用新型的保護裝置既可以與鋰電池的充電器連接、還可以直接與電源連接，這樣為了更好地使溫度檢測模塊W與電壓檢測模塊U工作，在與外接電源連通之前會設置一個降壓模塊DC，降壓模塊DC降壓輸出后的電壓為24V，這樣將外部電源電壓值降低就可適應溫度檢測模塊W與電壓檢測模U塊的工作。

在實際使用中，溫度開關的預定值的范圍為45℃-50℃，蜂鳴器HA報警的溫度值也為45℃-50℃。溫度檢測模塊W是通過固定在鋰電池Li-ion表面的溫度檢測探頭K來檢測鋰電池Li-ion表面的溫度。由于鋰電池Li-ion在充電時，會產(chǎn)生熱量，鋰電池Li-ion表面溫度會升高，但在正常充電的過程中，鋰電池Li-ion表面的溫度不會超過50℃，一旦超過50攝氏度，充電電路出現(xiàn)了非正常工作狀態(tài)，此時溫度開關斷開連接，可以保護溫度檢測模塊的工作，同時蜂鳴器KA開始工作，提醒使用者關閉整個充電電路、通知使用者遠離充電現(xiàn)場，避免發(fā)生燒傷的危險。

在殼體1上還設有溫度顯示器2，溫度顯示器2與溫度檢測模塊W電連接。使用者可以通過溫度顯示器2來了解鋰電池Li-ion表面的充電溫度，當溫度顯示器2上顯示的溫度較高時，使用者可以在危險發(fā)生前斷開充電電路，提前避免發(fā)生危險，設置溫度顯示屏2，方便使用者實時監(jiān)測鋰電池Li-ion的充電溫度，便于使用者直觀的了解鋰電池Li-ion充電的狀態(tài)。

本實用新型的優(yōu)勢在于：

1、本實用新型的保護裝置，不僅可以切斷鋰電池Li-ion的充電電路以保護鋰電池，還會根據(jù)鋰電池Li-ion表面溫度及時切斷溫度保護電路以保護溫度檢測模塊W，同時還會根據(jù)鋰電池表面溫度及時連通蜂鳴器HA告知使用者充電危險，結構簡單，多層保護，使用更加安全；

2、在電壓檢測模塊U的輸出端與降壓電路之間電連接有第一中間繼電器Ka1，當鋰電池Li-ion兩端電壓超過安全值，此時電壓檢測模塊U與降壓模塊DC斷開連接，電壓檢測模塊U也會停止檢測工作，減少安全隱患；

3、在外部電源與電流保險絲FUSE之間還電連接有第二中間繼電器Ka2，第二中間繼電器Ka2和電流保險絲FUSE起到雙層保護鋰電池Li-ion充電的作用，安全性更高；

4、設置溫度顯示屏2，方便使用者實時監(jiān)測鋰電池Li-ion的充電溫度，便于使用者直觀的了解鋰電池Li-ion充電的狀態(tài)。

以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但本實用新型并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。