一种铅酸电池过充电保护的方法
【专利摘要】本发明提供了一种铅酸电池过充电保护的方法，在充电回路中设置电池过充电保护电路，包括以下步骤：(1)检测充电输入；(2)检测电池开路电压值，获取充电定时时间；(3)设置并启动定时；(4)导通开关，开始充电；(5)定时时间结束后，关断开关，结束充电。采用本发明的技术方案，能通过铅酸电池参数及其充电参数精确确定所需的充电时间，并通过定时控制充电回路的通断，从而达到防止铅酸电池过充电的目的。
【专利说明】一种铅酸电池过充电保护的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过充电保护方法，具体涉及一种根据铅酸电池参数控制充电时间的过充电保护方法。
【背景技术】
[0002]目前，采用铅酸电池作为动力电源的产品逐渐增多，但在这类产品中，电池往往都是最容易损坏的部件，严重影响用户使用。铅酸电池使用寿命短，其中一个重要原因就是铅酸电池在充电过程中长期处于过充电状态，而主要坏的原因是充电器参数不匹配，导致铅酸电池硫化和析气，进而造成铅酸电池容量急剧下降。
[0003]现有技术中，很多充电器都采用三段式充电方式，即通过检测电池电压来控制充电过程，一般先后经历“恒流充电”、“恒压充电”、“涓流充电”等充电状态。采用这种方式，对性能良好没有损伤的铅酸电池，其充电过程接近最优充电曲线，可以很好起到充电保护作用。但铅酸电池在使用过程中会不断老化，使其内阻增大，甚至会造成一部分铅酸电池损伤。一旦出现这些情况，充电过程可能无法顺利走完理想充电流程。比如，由于铅酸电池部分损伤，即便其已经充满(由于铅酸电池损伤无法达到理想状态)，通过检测铅酸电池电压、电流将无法达到“恒压充电”或涓流充电状态的条件，就会长期处于“恒流充电”或“恒压充电”状态，使铅酸电池长期处于大电流过充状态，反而造成恶性循环，加速铅酸电池报废。
[0004]故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷，进一步延长铅酸电池使用寿命。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种采用定时充电控制的铅酸电池过充电保护的方法，能根据电池开路电压值确定充满所需的充电时间，检测到充电状态启动定时，能准确控制充电时长，有效防止过充电。
[0006]为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案为:
[0007]一种铅酸电池过充电保护的方法，在充电回路中设置电池过充电保护电路,包括以下步骤:
[0008](I)检测充电输入；
[0009](2)检测电池开路电压值，获取充电定时时间；
[0010](3)设直并启动定时；
[0011](4)导通开关，开始充电；
[0012](5)定时时间结束后，关断开关，结束充电。
[0013]优选地，充电输入后，若检测到的充电输入的参数与铅酸电池参数不匹配，不对电池进行充电。
[0014]优选地，还包括根据充电输入的参数动态调整充电定时时间的步骤。[0015]优选地，所述电池过充电保护电路包括充电检测模块、控制模块、电池电压检测模块、开关模块、定时模块以及存储模块，其中，
[0016]所述充电检测模块用于检测外部充电器输入的充电电流和电压；
[0017]所述电池电压检测模块用于检测电池电压值；
[0018]所述开关模块与充电器和电池相连接，其导通或者断开受控于所述控制模块；
[0019]所述定时模块用于定时电池充电时间；
[0020]所述存储模块用于存储电池参数信息；
[0021]所述控制模块与所述充电检测模块、电池电压检测模块、开关模块、定时模块和存储模块相连接，根据所述充电检测模块发送的信号启动定时模块开始定时，并根据定时模块的信号控制开关模块的导通或者断开；
[0022]所述定时模块设置的定时时间由所述控制模块根据电池电压值从存储模块中获取。
[0023]优选地，所述电池过充电保护电路与铅酸电池集成一体。
[0024]优选地，所述控制模块为单片机。
[0025]优选地，所述开关模块为继电器或者MOS开关管。
[0026]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:本发明通过铅酸电池参数及其充电参数精确确定所需的充电时间，并通过定时控制充电回路的通断，从而达到防止铅酸电池过充电的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明实施例一中铅酸电池过充电保护方法的流程框图；
[0028]图2是本发明实施例二中铅酸电池过充电保护方法的流程框图；
[0029]图3是本发明实施例中采用的电池过充电保护电路的原理框图；
[0030]图4是本发明实施例在内置过充电保护电路的铅酸电池的一种应用实例的结构框图。
【具体实施方式】
[0031]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032]相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0033]参加图1，所示为本发明实施例一种过充电保护方法的流程框图，在充电回路中设置铅酸电池过充电保护电路1，包括以下步骤:
[0034](I)检测充电输入；即检测从充电器输入的电压和电流，以此判断是否开启定时充电。
[0035](2)检测铅酸电池开路电压值，获取充电定时时间；铅酸电池的开路电压值与铅酸电池的剩余容量成一定比例关系，而铅酸电池参数预先存储在铅酸电池过充电保护电路I中，因而可计算出铅酸电池所需充电的电量，根据标准充电参数即可计算出充电定时时间。
[0036](3)设置定时模块的定时参数并启动定时模块开始定时；
[0037](4)启动定时之后，同时导通开关模块，开始充电；
[0038](5)定时时间结束后，关断开关模块，结束充电。
[0039]在实际中，由于充电器厂家众多，各个充电器的参数存在较大的差别，为了防止充电输入不匹配而导致对电池的损伤，本发明提出了一种优选实施例。参见图2，所示为本发明实施例二中铅酸电池过充电保护方法的流程框图，还包括以下步骤，充电输入后，若检测到的充电输入的参数与铅酸电池参数不匹配，将不对电池进行充电，从而防止充电输入不匹配而导致对电池的损伤。
[0040]为了能更精确控制充电定时时间，在本发明的一种优选实施例中，还包括根据充电输入的电压和电流动态调整充电定时时间的步骤。即根据输入的充电电压和电流结合结合铅酸电池参数精确计算出充电定时时间。即当前充电器的充电参数(电流、电压等)条件下，结合铅酸电池的剩余容量，计算出充满电所需要的充电时长，从而进一步保护电池，延长其使用寿命。
[0041]参加图3，所示为本发明实施例中铅酸电池过充电保护电路的原理框图，包括充电检测模块101、控制模块102、电池电压检测模块103、开关模块104、定时模块105以及存储模块106，其中，
[0042]充电检测模块101与外部充电器相连接，用于检测输入的充电电流和电压；
[0043]电池电压检测模块103与电池两端相连接，用于检测电池电压值；
[0044]开关模块104与充电器和电池相连接，其导通或者断开受控于控制模块102 ；
[0045]定时模块105用于定时电池充电时间；
[0046]存储模块106用于存储电池参数信息；
[0047]控制模块102与充电检测模块101、电池电压检测模块103、开关模块104、定时模块105和存储模块106相连接，根据充电检测模块101发送的信号启动定时模块105开始定时，并根据定时模块105的信号控制开关模块104的导通或者断开；
[0048]定时模块105的设置的定时时间由控制模块102根据铅酸电池电压值从存储模块106中获取。
[0049]铅酸电池的开路电压值与铅酸电池的剩余容量成一定比例关系，目前在大多数应用场合，都是通过检测铅酸电池开路电压值来估计铅酸电池当前电量，本发明实施例也是采用该方式，通过电池电压检测模块103检测铅酸电池电压值，估计出该铅酸电池的剩余电量，进而得出标准充电电流下所需的充电时间。铅酸电池参数信息预先存储在存储模块106中，比如铅酸电池总容量、开路电压值与铅酸电池剩余容量的对应表等。
[0050]为了进一步精确充电时间，还可以根据实际充电输入(电压和电流参数)结合铅酸电池参数计算出所需的充电时间；如果实际充电输入超出电池所能承受的参数范围，将无法对该铅酸电池进行充电。
[0051 ] 在非充电状态下，开关模块104处于断开状态，充电检测模块103监控是否有充电输入，若实际充电输入超出电池所能承受的参数范围，比如充电器输出充电电压与铅酸电池不匹配等情况，无法开启开关模块104，进而无法对该铅酸电池进行充电，从而保护铅酸电池，进一步延长铅酸电池使用寿命。
[0052]检测到正常充电输入后，控制模块102获取充电定时时间并开启定时模块105，同时导通开关模块104，进入充电状态；
[0053]在充电过程中，通过检测铅酸电池电压值判断铅酸电池所处的充电状态，这一点与现有技术相似，但如果定时时间结束了，不管铅酸电池处于何种充电状态，都断开开关模块104，结束充电，防止铅酸电池损伤的情况下长期处于充电状态，有效防止铅酸电池过充。
[0054]在一种优选的实施方式中，控制模块102为单片机。
[0055]在一种优选的实施方式中，开关模块104为继电器或者MOS开关管。
[0056]在一种优选的实施方式中，将电池过充电保护电路I与铅酸电池集成一体。参加图4，所示为本发明实施例在内置过充电保护电路的铅酸电池中的一种应用实例的结构框图，包括铅酸电池过充电保护电路I和铅酸电池本体2，铅酸电池过充电保护电路I与铅酸电池本体2相连接，并一起设置在铅酸电池外壳内，外壳还设置用于与充电器相连接的充电接口 3和用于与负载相连接的输出接口 4，充电接口 3与铅酸电池过充电保护电路I相连接，输出接口 4与铅酸电池本体2相连接。
[0057]在铅酸电池过充电保护电路I中预先存储铅酸电池参数，并根据铅酸电池剩余容量精确控制充电时间。由于铅酸电池中内置了保护电路，从而更有效的保护铅酸电池，延迟其使用寿命。
[0058]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种铅酸电池过充电保护的方法，其特征在于，在充电回路中设置电池过充电保护电路(I)，包括以下步骤: (1)检测充电输入； (2)检测电池开路电压值，获取充电定时时间； (3)设置并启动定时； (4)导通开关，开始充电； (5)定时时间结束后，关断开关，结束充电。
2.根据根据权利要求1所述的铅酸电池过充电保护的方法，其特征在于，充电输入后，若检测到的充电输入的参数与铅酸电池参数不匹配，不对电池进行充电。
3.根据根据权利要求1或2所述的铅酸电池过充电保护的方法，其特征在于，还包括根据充电输入的参数动态调整充电定时时间的步骤。
4.根据根据权利要求1所述的铅酸电池过充电保护的方法，其特征在于，所述电池过充电保护电路⑴包括充电检测模块(101)、控制模块(102)、电池电压检测模块(103)、开关模块(104)、定时模块(105)以及存储模块(106)，其中， 所述充电检测模块(101)用于检测外部充电器输入的充电电流和电压； 所述电池电压检测模块(103)用于检测电池电压值； 所述开关模块(104)与充电器和电池相连接，其导通或者断开受控于所述控制模块(102)； 所述定时模块(105)用于定时电池充电时间； 所述存储模块(106)用于存储电池参数信息； 所述控制模块(102)与所述充电检测模块(101)、电池电压检测模块(103)、开关模块(104)、定时模块(105)和存储模块(106)相连接，根据所述充电检测模块(101)发送的信号启动定时模块(105)开始定时,并根据定时模块(105)的信号控制开关模块(104)的导通或者断开； 所述定时模块(105)设置的定时时间由所述控制模块(102)根据电池电压值从存储模块(106)中获取。
5.根据根据权利要求1或4所述的铅酸电池过充电保护的方法，其特征在于，所述电池过充电保护电路(I)与铅酸电池集成一体。
6.根据权利要求4所述的铅酸电池过充电保护的方法，其特征在于，所述控制模块(102)为单片机。
7.根据权利要求4所述的铅酸电池过充电保护的方法，其特征在于，所述开关模块(104)为继电器或者MOS开关管。
【文档编号】H02H7/18GK103986125SQ201410225391
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】邵李焕, 吴建锋 申请人:杭州电子科技大学