一种电瓶车智能充电保护系统的制作方法

本实用新型涉及充电技术领域，特别涉及一种电瓶车智能充电保护系统。

背景技术：

目前市场上所使用的各种普通电瓶车充电器,因为不恰当充电引起多起重大火灾,其中乱拉乱接电线和电池充足电后没有及时断电是两大重要因素。

电池的充电过程主要是恒流充电、恒压充电、涓流充电(浮充充电)三个阶段。恒流充电和恒压充电充电的时间取决于电瓶亏电量的多少，亏电量多则充电时间长，亏电量少则充电时间短。一般采用这两种方式，恒流充电会造成析气现象，大大降低电瓶的使用寿命，理想的充电模式应符合马斯三大定律，为分段式充电。若电瓶进入浮充充电后一般不能超过一个小时，时间过长极易造成两个后果：其一，长时间处于浮充充电会造成电瓶严重发热,严重的会产生爆炸致发生火灾的现象。其二，长时间处于浮充充电会损坏电瓶,由于电池内阻增大，负极板就会产生析气，大大缩短了电池使用周期；再者快节奏的社会里，人们往往由于各种情况，不能够及时的了解电瓶充电多长时间，也不知能够行驶多少公里；所以有必要对这些问题进行解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电瓶车智能充电保护系统，所要解决的技术问题是：长时间处于浮充充电会造成电瓶严重发热,严重的会产生爆炸致发生火灾的现象；长时间处于浮充充电会损坏电瓶,由于电池内阻增大，负极板就会产生析气，大大缩短了电池使用周期。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电瓶车智能充电保护系统，包括蓄电池、充电器、采样电路、单片机和继电器；

所述充电器的输出端与所述蓄电池通过线路连接，所述充电器的输入端经继电器与外部电源连接；所述充电器对蓄电池进行充电；

所述采样电路的感应端与所述充电器连接，所述采样电路的输出端与所述单片机的输入端连接，所述采样电路对所述充电器的充电电流进行电磁感应，生成采样信号传输至单片机；

所述单片机的输出端与继电器连接，所述单片机对采样信号进行信号判断，当判断采样信号为浮充充电信号，并持续至设定时间，则生成控制信号传输至继电器；

所述继电器根据控制信号断开所述充电器和外部电源连接的线路。

本实用新型的有益效果是：单片机对充电电流进行采样分析和处理，并能够判断电瓶的充电状态，当浮充充电持续一个小时自动的切断电源，既可以避免产生析气现象，延长电池寿命，又可防止浮充时间过长造成电池发热爆炸。本装置大量生产成本低，可以带来很大的社会效益，可以推广使用。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述采样电路包括电流互感器和放大电路，所述电流互感器与所述放大电路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：电流互感器对充电电流进行电磁感应，能单独隔离电路，排除电气干扰；放大电路对浮充充电信号进行信号放大，提升信号处理精度。

进一步，所述放大电路包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、电阻R1～R7和电容C1～C2，第一运算放大器U1的正极经电阻R2接地，电容C1与电阻R2并联；第一运算放大器U1的正极经电阻R1接入电压VCC；第一运算放大器U1的负极经电阻R7与其输出端连接；第一运算放大器U1的第四端口接地，第一运算放大器U1的第四端口经电阻R6与其输出端连接；第一运算放大器U1的第八端口接入电压VCC；

第二运算放大器U2的负极经电阻R4与第一运算放大器U1的输出端连接，第二运算放大器U2的负极经电阻R5与其输出端连接；第二运算放大器U2的正极经电阻R3与第一运算放大器U1的输出端连接；第二运算放大器U2的正极与电流互感器接口的引脚2连接，电流互感器接口的引脚1与第一运算放大器U1的输出端连接，电流互感器接口的引脚1和引脚2通过电容C2连接；第二运算放大器U2的输出端与单片机的输入端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过第一运算放大器U1和第二运算放大器U2进行两次信号放大，能提升信号方法强度和效率。

进一步，所述单片机为Stm32单片机。

采用上述进一步方案的有益效果是：Stm32单片机为使用普遍，成本低，便于购买。

进一步，浮充充电信号的电流阈值为0.2A～0.4A。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于判断是否为浮充充电信号，提升判断效率。

进一步，还包括液晶显示电路，所述液晶显示电路与所述单片机连接；所述单片机将采样信号传输至液晶显示电路，所述液晶显示电路对采样信号中的数据进行显示。

采用上述进一步方案的有益效果是：液晶显示电路便于对充电过程中的数据进行实时显示，便于用户及时了解。

进一步，还包括存储器，所述存储器与与所述单片机连接；所述单片机将采样信号传输至存储器，所述存储器对采样信号中的数据进行存储。

采用上述进一步方案的有益效果是：存储器对充电数据进行实时存储，便于进行数据调取和数据统计。

进一步，还包括无线传输电路，所述无线传输电路与所述单片机连接，所述无线传输电路接收外部智能终端的调控信号，将调控信号传输至单片机，所述单片机根据调控信号调取实时采样信号中的数据/或存储器中存储的数据，通过无线传输电路传输至外部智能终端；所述单片机还根据调控信号控制所述继电器的通断。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于通过外部智能终端进行数据调取和无线控制，提升便利性。

进一步，还包括语音播报电路，所述语音播报电路与所述单片机连接，所述语音播报电路对单片机的判断结果进行语音播报。

采用上述进一步方案的有益效果是：语音播报电路能对充电状态进行语音播报，便于用户实时了解充电状态。

进一步，所述语音播报电路包括控制芯片LM386、滑动变阻器RX、电容C3～C5和电阻R8；控制芯片LM386的引脚6接入电压VCC；控制芯片LM386的引脚3与滑动变阻器RX的控制端连接，滑动变阻器RX的一端接地，另一端接到单片机连接；控制芯片LM386的引脚2接地；控制芯片LM386的引脚5经电容C3与喇叭连接，控制芯片LM386的引脚5依次经电容C4和电阻R8接地；控制芯片LM386的引脚1经电容C5与其引脚8连接；控制芯片LM386的引脚4接地。

采用上述进一步方案的有益效果是：电路简单，便于调控。

附图说明

图1为本实用新型一种电瓶车智能充电保护系统的模块框图；

图2为采样电路的电路原理图；

图3为语音播报电路的电路原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、蓄电池，2、充电器，3、采样电路，4、单片机，5、继电器，6、液晶显示电路，7、存储器，8、无线传输电路，9、语音播报电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种电瓶车智能充电保护系统，包括蓄电池1、充电器2、采样电路3、单片机4和继电器5；

所述充电器2的输出端与所述蓄电池1通过线路连接，所述充电器2的输入端经继电器5与外部电源连接；所述充电器2对蓄电池1进行充电；

所述采样电路3的感应端与所述充电器2连接，所述采样电路3的输出端与所述单片机4的输入端连接，所述采样电路3对所述充电器2的充电电流进行电磁感应，生成采样信号传输至单片机4；

所述单片机4的输出端与继电器5连接，所述单片机4对采样信号进行信号判断，当判断采样信号为浮充充电信号，并持续至设定时间，则生成控制信号传输至继电器5；

所述继电器5根据控制信号断开所述充电器2和外部电源连接的线路。

上述实施例中，单片机4对充电电流进行采样分析和处理，并能够判断电瓶的充电状态，当浮充充电持续一个小时自动的切断电源，既可以避免产生析气现象，延长电池寿命，又可防止浮充时间过长造成电池发热爆炸。本装置大量生产成本低，可以带来很大的社会效益，可以推广使用。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：所述采样电路3包括电流互感器和放大电路，所述电流互感器与所述放大电路连接。

上述实施例中，电流互感器对充电电流进行电磁感应，能单独隔离电路，排除电气干扰；放大电路对浮充充电信号进行信号放大，提升信号处理精度。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：如图2所示，所述放大电路包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、电阻R1～R7和电容C1～C2，第一运算放大器U1的正极经电阻R2接地，电容C1与电阻R2并联；第一运算放大器U1的正极经电阻R1接入电压VCC；第一运算放大器U1的负极经电阻R7与其输出端连接；第一运算放大器U1的第四端口接地，第一运算放大器U1的第四端口经电阻R6与其输出端连接；第一运算放大器U1的第八端口接入电压VCC；

第二运算放大器U2的负极经电阻R4与第一运算放大器U1的输出端连接，第二运算放大器U2的负极经电阻R5与其输出端连接；第二运算放大器U2的正极经电阻R3与第一运算放大器U1的输出端连接；第二运算放大器U2的正极与电流互感器接口的引脚2连接，电流互感器接口的引脚1与第一运算放大器U1的输出端连接，电流互感器接口的引脚1和引脚2通过电容C2连接；第二运算放大器U2的输出端与单片机4的输入端连接。

上述实施例中，通过第一运算放大器U1和第二运算放大器U2进行两次信号放大，能提升信号方法强度和效率。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：所述单片机4为Stm32单片机；Stm32单片机为使用普遍，成本低，便于购买。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：浮充充电信号的电流阈值为0.2A～0.4A；大于等于0.5A确认为正常充电恒流、恒压充电，小于等于0.1A，即没有给电瓶充电，介于0.4A和0.2A之间的信号即为浮充充电信号；便于判断是否为浮充充电信号，提升判断效率。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：还包括液晶显示电路6，所述液晶显示电路6与所述单片机4连接；所述单片机4将采样信号传输至液晶显示电路6，所述液晶显示电路6对采样信号中的数据进行显示。

上述实施例中，液晶显示电路6便于对充电过程中的数据进行实时显示，便于用户及时了解。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：还包括存储器7，所述存储器7与与所述单片机4连接；所述单片机4将采样信号传输至存储器7，所述存储器7对采样信号中的数据进行存储。

上述实施例中，存储器7对充电数据进行实时存储，便于进行数据调取和数据统计。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：还包括无线传输电路8，所述无线传输电路8与所述单片机4连接，所述无线传输电路8接收外部智能终端的调控信号，将调控信号传输至单片机4，所述单片机4根据调控信号调取实时采样信号中的数据和/或存储器7中存储的数据，通过无线传输电路8传输至外部智能终端；所述单片机4还根据调控信号控制所述继电器5的通断。

上述实施例中，便于通过外部智能终端进行数据调取和无线控制，提升便利性。

可选的，作为本实用新型的一个实施例：还包括语音播报电路9，所述语音播报电路9与所述单片机4连接，所述语音播报电路9对单片机4的判断结果进行语音播报。

上述实施例中，语音播报电路9能对充电状态进行语音播报，便于用户实时了解充电状态。

如图3所示，所述语音播报电路9包括控制芯片LM386、滑动变阻器RX、电容C3～C5和电阻R8；控制芯片LM386的引脚6接入电压VCC；控制芯片LM386的引脚3与滑动变阻器RX的控制端连接，滑动变阻器RX的一端接地，另一端接到单片机4连接；控制芯片LM386的引脚2接地；控制芯片LM386的引脚5经电容C3与喇叭连接，控制芯片LM386的引脚5依次经电容C4和电阻R8接地；控制芯片LM386的引脚1经电容C5与其引脚8连接；音频运放LM386的引脚4接地；电路简单，便于调控。

采样电路3的输入端互感线圈跨接在充电器2的充电线路上，感应充电器2的充电电流；本系统采用自动充电模式，当进入浮充充电阶段，自动开始计时，一个小时后切断充电电路，完成整个充电过程；保护了蓄电池1的充电接受率的最大化，避免电瓶产生析气，延长电瓶的使用周期，又可以节约用电。预防了长时间充电电瓶发热，可能导致火灾的发生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。