专利名称：电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置，属电子控制技术，特别涉及过充放电自动保护装置。
锂离子电池具有体积小、重量轻和工作时间长等优点，许多便携式电子装置及通信设备都改用锂离子充电电池作为电源。但是锂离子电池也有其缺点，若用户使用不当时，会出现过充电状态，致使电池温度上升，电池内电解液分解产生大量气体会导致起火或者爆炸；而过放电过程中又会导致锂电池特性恶化而损坏或使用寿命缩短。
本实用新型的目的就是为了防止电动汽车锂离子电池组过充电或过放电现象而导致发生事故或导致锂离子电池组特性恶化而损坏，研究设计一种能自动控制其充电上限电压和放电下限电压、确保电动汽车用锂离子电池组具有优良特性性能及充放电性能的电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置的外形结构示意图如
图1所示，其电路方框图如图2所示，其电路原理图如图3所示。它由充电放电转换开关1、面板2、机壳3、散热盖板4、三组电源线5、电压表6、电路板共同安装连接构成，其相互位置及连接关系为充电放电转换开关1装置于面板2右侧并与电路板相应点相电气连接，电压表6装置于面板2的左侧并与电路板相应点相电气连接，面板2固接于机壳3的机架上，散热盖板4作为机壳的顶盖板及后盖板而装置于机壳3的机架上，三相电源线5穿过机壳的后盖板上的孔洞与电路板相应点相电气连接，电路板装置固接于机壳3内；其电路由包括多个完全相同的单元电路串联连接后，再由多路串联连接后完全相同的电路支路相并联连接构成，其中每一路相同的单元电路均由采样电路、光电耦合电路、开关电路、充放电电路共同电气连接构成，其相互连接关系为采样电路分别通过电源线、采样信号输出线、充放电电信号线分别与市电电源、光电耦合电路、充放电电路相电气连接，开关电路分别通过光电耦合信号输出线、开关信号输出线分别与光电耦合电路、充放电电路相电气连接。其中采样电路由齐纳二极管D1、D2共同电气连接构成；光电耦合电路由GB1光电耦合器件电气连接构成；开关电路由继电器J1电气连接构成；充放电电路由电阻R1、锂电池E1共同电气连接构成。
本过充放电保护装置的工作作用原理如下锂离子电池组电动汽车是高电压、大电流、大功率的负载设备，所以锂离子电池组要用较多单元电池串并联连接而成，电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置能使锂电池组充电时，当电池达到4.2伏时，采样电路的齐纳二极管D1导通，导致BG1也导通，并控制充放电电路的继电器J1动作，接通R1支路，并使锂电池E1充电截止，其它锂电池还继续充电，直至所有电池充满到满电压4.2V为止；放电时，采样电路的齐纳二极管D2采样到3伏电压时，光电耦合电路再向负载放电，这样就实现了锂电池组过充放电的自动保护。
本实用新型与现有技术相比，有如下的优点和有益效果(1)本装置能防止电动汽车锂离子电池组过充电过放电，避免发生事故和避免导致锂离子电池组特性恶化而损坏；(2)本装置能自动保护锂离子电池组不致过充放电，确保电动汽车锂离子电池组具有优良特性性能及充放电性能；(3)本装置结构及电路均较简单，设计巧妙、元器件少、成本较低，安全可靠。
下面对说明书附图进一步说明如下图1是电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置的外形结构示意图，图2是其电路方框图，图3是其包括60路单元电路(本实施例为每10路相同的单元电路相串联连接后，再由6路串接后的支路相并联连接)的电路原理图。图中1为充电放电转换开关，2为面板，3为机壳，4为散热盖板，5为三相电源线，6为电压表，A为充电导线，B为放电导线，O为地线。
本实用新型的实施方式可为如下(1)按图1所示，设计、加工制造或选购各部件，其中充放电转换开关1可用普通开关，面板2、机壳3和散热盖板4可用铝合金板材，用通用机械加工方法加工而成；电压表6可选用数字型直流电压表；(2)按图3所示绘制电路板，然后筛选元器件进行安装和简单调试。其中D1、D3、D5……D119可选用RD4.2E齐纳二极管；D2、D4、D6……D120可选用RD3.0E齐纳二极管；BG1～BG60可选用3DU型光电耦合器件；继电器J1～J60可选用9V继电器；(3)按图1所示，并按上面说明书所述的相互位置及连接关系，把加工和选购好的各部件进行连接安装，把电路板固装于机箱内，并把面板2上的转换开关1、电压表6分别与电路板上的相应点相连接，便能较好地实施本实用新型。发明人经过多年的研制，已制出本装置样机并用于电动汽车的锂离子电池组的充放电中试用，效果很好，能自动保护锂离子电池组不致过充电、过放电，安全可靠。
权利要求1.一种电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置，其特征在于它由充电放电转换开关(1)、面板(2)、机壳(3)、散热盖板(4)、三组电源线(5)、电压表(6)、电路板共同安装连接构成，其相位位置及连接关系为充电放电转换开关(1)装置于面板(2)右侧并与电路板相应点相电气连接，电压表(6)装置于面板(2)的左侧并与电路板相应点相电气连接，面板(2)固接于机壳(3)的机架上，散热盖板(4)作为机壳的顶盖板及后盖板而装置于机壳(3)的机架上，三组电源线(5)穿过机壳的后盖板上的孔洞与电路板相应点相电气连接，电路板装置固接于机壳(3)内；其电路由包括多个完全相同的单元电路串联连接后，再由多路串联连接后完全相同的电路支路相并联连接构成，其中每一路相同的单元电路均由采样电路、光电耦合电路、开关电路、充放电电路共同电气连接构成，其相互连接关系为采样电路分别通过电源线、采样信号输出线、充放电电信号线分别与供电电源、光电耦合电路、充放电电路相电气连接，开关电路分别通过光电耦合信号输出线、开关信号输出线分别与光电耦合电路、充放电电路相电气连接。
2.按权利要求1所述的一种电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置，其特征在于所述的采样电路由齐纳二极管D1、D2共同电气连接构成；光电耦合电路由GB1光电耦合器件电气连接构成；开关电路由继电器J1相电气连接构成；充放电电路由电阻R1、锂电池E1共同电气连接构成。
专利摘要本实用新型是由电动汽车锂离子电池组过充电过放电保护装置。它由转换开关、面板、机壳、散热盖板、电源线、电压表、电路板共同安装连接构成,其位置关系为:电压表、开关分别装于面板左、右侧并分别与电路板相应点连接,散热盖板作为顶盖及后盖装于机壳架上,电路板装于机壳内。其电路由多路相同的单元电路串接后,再由多路串接支路并接构成,单元电路由采样电路、光电耦合电路、开关电路、充放电电路通过各自信号线连接构成。本装置能防止锂离子电池组过充放电,避免发生事故和损坏锂电池,确保锂电池优良特性性能。本装置结构简单、成本低、安全可靠。
文档编号H02H7/18GK2405363SQ0022704
公开日2000年11月8日 申请日期2000年1月6日 优先权日2000年1月6日
发明者谢文运, 蔡汉添, 周震涛 申请人:华南理工大学