一种具有安全保护系统的镍氢电池组的制作方法

本发明涉及电池领域，更具体地说，涉及一种具有安全保护系统的镍氢电池组。

背景技术：

镍氢电池是一种性能良好的蓄电池，镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池，镍氢电池正极活性物质为ni（oh）2（称nio电极），负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金（电极称储氢电极），电解液为6mol/l氢氧化钾溶液，镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。

随着社会的发展，人们对安全问题的要求也越来越高，进而对镍氢电池组的安全性能也非常重视，镍氢电池组在充电或放电的过程中可能会出现一些异常状况，例如电流或电压高出正常状况的几倍，若不及时断电，会造成电池漏液而损坏设备，更严重的发生电池爆炸，造成生命和财产的严重损失，然而现有的镍氢电池组中缺少安全保护系统，使得镍氢电池组在使用时安全性能不是很好，且现有的镍氢电池组大多无法实现智能控制镍氢电池组开关的功能。

技术实现要素：

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有安全保护系统的镍氢电池组，具备安全的优点，解决了现有的镍氢电池组中缺少安全保护系统，使得镍氢电池组在使用时安全性能不是很好，且现有的镍氢电池组大多无法实现智能控制镍氢电池组开关的功能的问题。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有安全保护系统的镍氢电池组，包括镍氢电池壳，所述镍氢电池壳内顶壁上设置有防爆层，所述防爆层的顶部从左至右开设有等距离排列的放置槽，所述放置槽的内部设置有镍氢电池单体，相邻的两个镍氢电池单体的正极和负极通过通过第一金属接片相互串联，多个所述镍氢电池单体通过第一金属接片串联成镍氢电池组，所述镍氢电池壳的内部且位于镍氢电池组的上方设置有耐高温云母板，所述耐高温云母板的外侧面与镍氢电池壳的内侧壁固定连接；

所述耐高温云母板的顶部设置有安全保护系统，所述安全保护系统包括中央处理器、数据存储模块、数据采集模块、通信模块、数据对比模块和反馈模块，所述数据存储模块的输出端与中央处理器的输入端信号连接，所述数据采集模块的输出端与中央处理器的输入端信号连接，所述中央处理器的输出端与通信模块的输入端信号连接，所述数据对比模块的输入端与中央处理器的输出端信号连接，所述数据对比模块的输出端与反馈模块的输入端信号连接，所述反馈模块的输出端与中央处理器的输入端信号连接，所述耐高温云母板的顶部且位于安全保护系统的右侧设置有开关控制机构，所述开关控制机构右侧设置有智能断电装置，所述智能断电装置通过导线与安全保护系统电性连接；

所述镍氢电池壳的顶部从左至右依次固定连接有正极接线柱和负极接线柱，所述正极接线柱的底部固定连接有第二金属接片，所述第二金属接片的底端依次贯穿镍氢电池壳和耐高温云母板与最左侧的镍氢电池单体的顶部固定连接，最右侧的所述镍氢电池单体的底部固定连接有第三金属接片，所述第三金属接片远离最右侧的镍氢电池单体的一端与开关控制机构连接，所述负极接线柱的底部固定连接有第四金属接片，所述第四金属接片的底端贯穿并延伸至镍氢电池壳的内部与开关控制机构连接。

优选的，所述数据采集模块包括电流采集模块、电压采集模块和温度采集模块，电流采集模块与镍氢电池组通过导线串联连接，且电流采集模块与中央处理器信号连接，所述电压采集模块与镍氢电池组通过导线并联接入，且电压采集模块与中央处理器信号连接，所述温度采集模块与镍氢电池组相贴合，所述温度采集模块与中央处理器信号连接。

优选的，所述开关控制机构包括触摸感应开关，所述触摸感应开关的下方固定连接第一电动推杆，所述第一电动推杆的下方固定连接有连接杆，所述连接杆底部是左侧固定连接有两个复位弹簧，两个复位弹簧的底部分别与耐高温云母板的顶部固定连接，所述耐高温云母板的顶部固定连接有两个从前向后设置的支撑杆，所述连接杆位于两个支撑杆之间，所述连接杆的正面和背面均固定连接有铰接轴，两个所述铰接轴分别与两个支撑杆的相对侧铰接，所述连接杆底部的右侧固定连接有动触头，所述第四金属接片贯穿连接杆与动触头的顶部固定连接，所述动触头的底部匹配设有定触头，所述定触头的顶部与动触头的底部接触，所述定触头的底部与耐高温云母板的顶部固定连接，所述第三金属接片远离最右侧的镍氢电池单体的一端贯穿耐高温云母板与定触头固定连接。

优选的，所述智能断电装置包括第二电动推杆，所述第二电动推杆的右端与镍氢电池壳右侧的内壁固定连接，所述第二电动推杆通过导线与中央处理器电性连接，所述第二电动推杆的左侧固定连接有绝缘杆，所述绝缘杆的左端呈扁平状，且所述绝缘杆与动触头和定触头的交接处在同一水平线上。

优选的，所述数据存储模块上连接有数据输入模块，所述通信模块包括警报器和信号发射器，所述警报器设置在镍氢电池壳的顶部，所述中央处理器通过信号发射器的输出端与用户手机信号连接。

优选的，所述镍氢电池壳的左右两侧均开设有等距离排列的散热孔，所述散热孔与镍氢电池壳的内部连通。

优选的，所述放置槽的内部固定连接有吸放热海绵层，所述吸放热海绵层的顶部与镍氢电池单体的底部接触。

优选的，所述镍氢电池单体的正面和背面均固定连接有两个绝缘隔板，四个所述绝缘隔板的左右两端分别与镍氢电池壳内壁的左右两侧固定连接。

优选的，所述镍氢电池壳的内壁上固定连接有绝缘板，底部的所述绝缘板的顶部与防爆层的顶部固定连接。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）通过安全保护系统和智能断电装置的相互配合可在电镍氢电池组非正常工作时起到智能断电的作用，从而达到对镍氢电池组有效防护的作用，提高镍氢电池组的安全性能，使得用户放心使用，同时还延长镍氢电池的使用寿命，通过开关控制机构可实现镍氢电池组自动开关的功能，方便用户使用，通过耐高温云母板和防爆层可对镍氢电池组起到耐高温和防爆的作用，使得镍氢电池安全性更高。

（2）当镍氢电池组进行充电或放电时，通过数据采集模块对镍氢电池组工作时的数据进行采集并发给给中央处理器，中央处理器将数据与数据存储模块中存储的正常运行数据通过数据对比模块进行对比，并将结果通过反馈模块反馈给中央处理器，当反馈结果不正常时，中央处理器通过通信模块向用户发出提醒维修信息，同时通过智能断电装置将镍氢电池组进行断电保护，进而提高镍氢电池的安全性能。

（3）通过第一电动推杆接收触摸感应开关的开或关的信号，可带动第一电动推杆通电伸长或缩短，当第一电动推杆伸长时，可对连接杆顶部的左侧产生向下挤压的力，带动复位弹簧压缩形变，与此同时通过支撑杆和铰接轴的配合和“跷跷板”远离，可使连接杆的右端翘起，进而使动触头分离，进而使镍氢电池组断电，当第一电动推杆缩短时，可带动连接杆的左端向上运动，进而使连接杆的左端向下运动，带动动触头与定触头接触，实现镍氢电池组的通电，达到智能控制镍氢电池组开关的功能。

（4）通过电流采集模块可对镍氢电池组的通电电流进行采集，通过电压采集模块可对镍氢电池组通电电压进行采集，通过温度采集模块可对镍氢电池组工作时的温度进行采集，当数据采集模块检测的数据超出正常标准范围时，通过中央处理器将第二电动推杆通电并伸长，带动绝缘杆向左运动，并位于动触头和定触头之间，从而动触头与定触头分开，进行断电工作，有效的对镍氢电池组进行防护，避免镍氢电池组的损害。

（5）通过警报器可及时通知使用者进行维修，并通过信号发射器将数据发送到用户手机，使得维修更加方便快捷，通过散热孔可将镍氢电池壳内部的热量排出。

（6）通过设置吸放热海绵层可在镍氢电池组工作时将电池释放的热量吸收并保存，在电池不工作时或者外部温度变低时，吸放热海绵层可以缓慢的放热，进行保温，使镍氢电池单体可以保持较好的工作温度，可以提高镍氢电池的充放电效率并延长电池寿命。

（7）通过绝缘隔板和绝缘板的设置可对镍氢电池组与外界起到阻隔的效果，有效的增加镍氢电池组使用时的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中开关控制机构与镍氢电池壳连接的放大图；

图3为本发明中放置槽与防爆层连接的俯视图；

图4为本发明图1中a处放大图；

图5为本发明安全保护系统的原理图。

图中标号说明：

1、镍氢电池壳；2、防爆层；3、放置槽；4、镍氢电池单体；5、第一金属接片；6、耐高温云母板；7、安全保护系统；71、中央处理器；72、数据存储模块；721、数据输入模块；73、数据采集模块；731、电流采集模块；732、电压采集模块；733、温度采集模块；74、通信模块；741、警报器；742、信号发射器；75、数据对比模块；76、反馈模块；8、开关控制机构；81、触摸感应开关；82、第一电动推杆；83、连接杆；84、复位弹簧；85、支撑杆；86、铰接轴；87、动触头；88、定触头；9、智能断电装置；91、第二电动推杆；92、绝缘杆；10、正极接线柱；11、负极接线柱；12、第二金属接片；13、第三金属接片；14、第四金属接片；15、散热孔；16、吸放热海绵层；17、绝缘隔板；18、绝缘板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-5，一种具有安全保护系统的镍氢电池组，包括镍氢电池壳1，镍氢电池壳1内顶壁上设置有防爆层2，防爆层2的顶部从左至右开设有等距离排列的放置槽3，放置槽3的内部设置有镍氢电池单体4，镍氢电池单体4的数量在三个以上，相邻的两个镍氢电池单体4的正极和负极通过通过第一金属接片5相互串联，多个镍氢电池单体4通过第一金属接片5串联成镍氢电池组，镍氢电池壳1的内部且位于镍氢电池组的上方设置有耐高温云母板6，耐高温云母板6的外侧面与镍氢电池壳1的内侧壁固定连接，通过耐高温云母板6和防爆层2可对镍氢电池组起到耐高温和防爆的作用，使得镍氢电池安全性更高。

耐高温云母板6的顶部设置有安全保护系统7，安全保护系统7包括中央处理器71、数据存储模块72、数据采集模块73、通信模块74、数据对比模块75和反馈模块76，中央处理器71为单片机，单片机上负载ucos系统或arm+linux系统，数据采集模块73负责采集镍氢电池组的参数并将其发送至中央处理器71，数据存储模块72存储有镍氢电池组的正常运行数据并将其传送至中央处理器71，数据存储模块72的输出端与中央处理器71的输入端信号连接，数据采集模块73的输出端与中央处理器71的输入端信号连接，中央处理器71的输出端与通信模块74的输入端信号连接，数据对比模块75的输入端与中央处理器71的输出端信号连接，数据对比模块75的输出端与反馈模块76的输入端信号连接，所述反馈模块76的输出端与中央处理器71的输入端信号连接，耐高温云母板6的顶部且位于安全保护系统7的右侧设置有开关控制机构8，开关控制机构8右侧设置有智能断电装置9，智能断电装置9通过导线与安全保护系统7电性连接；

镍氢电池壳1的顶部从左至右依次固定连接有正极接线柱10和负极接线柱11，正极接线柱10的底部固定连接有第二金属接片12，第二金属接片12的底端依次贯穿镍氢电池壳1和耐高温云母板6与最左侧的镍氢电池单体4的顶部固定连接，最右侧的镍氢电池单体4的底部固定连接有第三金属接片13，第三金属接片13远离最右侧的镍氢电池单体4的一端与开关控制机构8连接，负极接线柱11的底部固定连接有第四金属接片14，第四金属接片14的底端贯穿并延伸至镍氢电池壳1的内部与开关控制机构8连接,当镍氢电池组进行充电或放电时，通过数据采集模块73对镍氢电池组工作时的数据进行采集并发给给中央处理器71，中央处理器71将数据与数据存储模块72中存储的正常运行数据通过数据对比模块75进行对比，并将结果通过反馈模块76反馈给中央处理器71，当反馈结果不正常时，中央处理器通过通信模块74向用户发出提醒维修信息，同时通过智能断电装置9将镍氢电池组进行断电保护，进而提高镍氢电池的安全性能，通过开关控制机构8可实现镍氢电池组自动开关的功能，方便用户使用。

进一步的，数据采集模块73包括电流采集模块731、电压采集模块732和温度采集模块733，电流采集模块731为型号为acs712elctr-30a-t的电流传感器，电流采集模块731与镍氢电池组通过导线串联连接，且电流采集模块731与中央处理器71信号连接，电压采集模块732为型号为ad736的电压采集传感器，电压采集模块732与镍氢电池组通过导线并联接入，且电压采集模块732与中央处理器71信号连接，温度采集模块733为型号为dht11的温度传感器，温度采集模块733与镍氢电池组相贴合，温度采集模块733与中央处理器71信号连接，通过电流采集模块731可对镍氢电池组的通电电流进行采集，通过电压采集模块732可对镍氢电池组通电电压进行采集，通过温度采集模块733可对镍氢电池组工作时的温度进行采集。

进一步的，开关控制机构8包括触摸感应开关81，触摸感应开关81的型号为lh-tss02，触摸感应开关81的下方固定连接第一电动推杆82，第一电动推杆82与触摸感应开关81信号连接，第一电动推杆82的下方固定连接有连接杆83，连接杆83底部是左侧固定连接有两个复位弹簧84，两个复位弹簧84的底部分别与耐高温云母板6的顶部固定连接，耐高温云母板6的顶部固定连接有两个从前向后设置的支撑杆85，连接杆83位于两个支撑杆85之间，连接杆83的正面和背面均固定连接有铰接轴86，两个铰接轴86分别与两个支撑杆85的相对侧铰接，连接杆83底部的右侧固定连接有动触头87，第四金属接片14贯穿连接杆83与动触头87的顶部固定连接，动触头87的底部匹配设有定触头88，定触头88的顶部与动触头87的底部接触，定触头88的底部与耐高温云母板6的顶部固定连接，第三金属接片13远离最右侧的镍氢电池单体4的一端贯穿耐高温云母板6与定触头88固定连接，通过第一电动推杆82接收触摸感应开关81的开或关的信号，可带动第一电动推杆82通电伸长或缩短，当第一电动推杆82伸长时，可对连接杆83顶部的左侧产生向下挤压的力，带动复位弹簧84压缩形变，与此同时通过支撑杆85和铰接轴86的配合和“跷跷板”远离，可使连接杆83的右端翘起，进而使动触头87分离，进而使镍氢电池组断电，当第一电动推杆82缩短时，可带动连接杆83的左端向上运动，进而使连接杆83的左端向下运动，带动动触头87与定触头88接触，实现镍氢电池组的通电，达到智能控制镍氢电池组开关的功能。

进一步的，智能断电装置9包括第二电动推杆91，第二电动推杆91的右端与镍氢电池壳1右侧的内壁固定连接，第二电动推杆91通过导线与中央处理器71电性连接，第二电动推杆91的左侧固定连接有绝缘杆92，绝缘杆92的左端呈扁平状，且绝缘杆92与动触头87和定触头88的交接处在同一水平线上，当数据采集模块73检测的数据超出正常标准范围时，通过中央处理器71将第二电动推杆91通电并伸长，带动绝缘杆92向左运动，并位于动触头87和定触头88之间，从而动触头87与定触头88分开，进行断电工作，有效的对镍氢电池组进行防护，避免镍氢电池组的损害。

进一步的，数据存储模块72上连接有数据输入模块721，数据输入模块721用于将镍氢电池组的标准数据输入到数据存储模块72中，通信模块74包括警报器741和信号发射器742，警报器741设置在镍氢电池壳1的顶部，中央处理器71通过信号发射器742的输出端与用户手机信号连接，通过警报器741可及时通知使用者进行维修，并通过信号发射器742将数据发送到用户手机，使得维修更加方便快捷。

进一步的，镍氢电池壳1的左右两侧均开设有等距离排列的散热孔15，散热孔15与镍氢电池壳1的内部连通，通过散热孔15可将镍氢电池壳1内部的热量排出。

进一步的，放置槽3的内部固定连接有吸放热海绵层16，所述吸放热海绵层16的顶部与镍氢电池单体4的底部接触，通过设置吸放热海绵层16可在镍氢电池组工作时将电池释放的热量吸收并保存，在电池不工作时或者外部温度变低时，吸放热海绵层可以缓慢的放热，进行保温，使镍氢电池单体可以保持较好的工作温度，可以提高镍氢电池的充放电效率并延长电池寿命。

进一步的，镍氢电池单体4的正面和背面均固定连接有两个绝缘隔板17，四个绝缘隔板17的左右两端分别与镍氢电池壳1内壁的左右两侧固定连接，镍氢电池壳1的内壁上固定连接有绝缘板18，底部的绝缘板18的顶部与防爆层2的顶部固定连接，通过绝缘隔板17和绝缘板18的设置可对镍氢电池组与外界起到阻隔的效果，有效的增加镍氢电池组使用时的安全性。

工作原理：通过多个镍氢电池单体4和第一金属接片相互串联可形成镍氢电池组，在使用镍氢电池组时，通过触摸开关控制机构8中的触摸感应开关81，使得触摸感应开关81向第一电动推杆82发出开或关的信号，第一电动推杆82接收触摸感应开关81的开或关的信号后，可带动第一电动推杆82通电伸长或缩短，当第一电动推杆82伸长时，可对连接杆83顶部的左侧产生向下挤压的力，带动复位弹簧84压缩形变，与此同时通过支撑杆85和铰接轴86的配合和“跷跷板”远离，可使连接杆83的右端翘起，进而使动触头87分离，进而使镍氢电池组断电，当第一电动推杆82缩短时，可带动连接杆83的左端向上运动，进而使连接杆83的左端向下运动，带动动触头87与定触头88接触，实现镍氢电池组的通电，达到智能控制镍氢电池组开关的功能；

当镍氢电池组进行充电或放电时，通过数据采集模块73对镍氢电池组工作时的数据进行采集并发给给中央处理器71，中央处理器71将数据与数据存储模块72中存储的正常运行数据通过数据对比模块75进行对比，并将结果通过反馈模块76反馈给中央处理器71，当反馈结果不正常时，中央处理器通过通信模块74向用户发出提醒维修信息，同时通过中央处理器71将智能断电装置9中的第二电动推杆91通电，将第二电动推杆91伸长，带动绝缘杆92向左运动，并位于动触头87和定触头88之间，从而动触头87与定触头88分开，进行断电工作，有效的对镍氢电池组进行防护，避免镍氢电池组的损害进而提高镍氢电池的安全性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。