[发明专利]具有蓄电池过热保护功能的电动车充电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种给电动自行车或电动摩托车充电的装置，尤其是能实现电池过热保护功能的电动车充电器。

背景技术

根据是否采用工频（50赫兹）变压器，电动车充电器可分为两大类：货运电动三轮车的充电器一般使用带工频变压器的充电机，体积大、重量大，费电；电动自行车或电动摩托车则使用开关电源式充电器，体积小巧，省电，效率高。本发明所述的电动车充电器，指的是电动自行车或电动摩托车所使用的开关电源式的充电器。本发明所述的电动车电池，指的是电动车所用的铅酸蓄电池。

现有技术中电动车充电器一般都具有防反向充电功能、过载短路保护功能、充电器自身过热保护功能、电池过充保护功能，有些电动车充电器还具有高压限时充电功能、阀值电压强制转换功能，可是都不具有蓄电池过热保护功能。

“防反向充电”是多义词，该词的一个词义理解为：在充电器与蓄电池的正负极性接反的时候防止充电器对蓄电池进行放电；该词的另一个词义理解为：在充电器断电的时候防止蓄电池对充电器内部电路进行放电。本发明所述“防反向充电”指的是后一种词义理解。目前市场上所有的充电器都已具有防反向充电的功能，一般都是通过在充电器的输出端接一个二极管来实现，利用二极管的单向导电性能，防止在突然停电的时候电流从蓄电池倒灌入充电器内部。

目前电动车充电器的电池过充保护功能一般都是通过三阶段充电方式来实现：第一阶段叫“充电限流阶段”，也叫恒流阶段，充电器用较大的限定电流给电池充电，电池两端的电压逐渐上升，当上升到某个所设定的最高电压值时，充电就进入第二阶段，叫“高压充电阶段”，也叫恒压阶段，充电器保持该最高电压值给电池充电，充电电流逐渐减小，当充电电流减小到某个所设定的转换电流值的时候，进入第三阶段，叫“低压充电阶段”，也叫浮充阶段，充电器以浮充电压给电池进行涓流充电，同时充电指示灯由红灯变成绿灯。不同充电器的在第一阶段所限定的电流值、在第二阶段所设定的最高电压值、在第二阶段与第三阶段之间的转换电流值、在第三阶段的浮充电压值这四个参数的值是不一样的，这四个参数的取值与蓄电池数目、蓄电池的容量、环境温度和蓄电池种类有关。

正常使用中的铅酸蓄电池，难免会发生不同程度的失水和硫化，随着电池使用时间的增加，电池的失水和硫化的程度会变得越来越严重，这个过程也叫做电池的老化，随着电池的老化，包括电池容量在内的电池各项性能逐渐变差，直到无法再给电池充电或充电后电动车骑行无力的时候，就表明电池的使用寿命已尽。如果在使用过程中出现电池组失衡或电池热失控的情况，就会加速电池的老化，会缩短电池的使用寿命。目前市场上大约97%的铅酸蓄电池损坏都是失水和硫化造成的。

电动车的铅酸蓄电池的使用寿命大约是两年，这只是一个平均值，在具体的实际应用中，电池寿命可能是明显地大于或小于这个平均值。如果人们骑行电动车的使用频率越高，充电次数越频繁，那么电池的使用寿命就越短。另外，合理地维护和保养电池可以在一定程度上延长电池使用寿命。目前人们都还无法准确判断正在使用中的蓄电池究竟还能再使用多长时间，人们只是发现电池容量越来越小，充一次电所能骑行的距离越来越短，直到无法再给电池充电或充电后电动车骑行无力的时候，人们才去更换新电池。所以，使用中的蓄电池，一定会由于某此原因而存在着不同程度的受损坏的情况。

在电动车蓄电池受损坏的程度较严重的时候，采用三阶段充电方式的电动车充电器的电池过充保护功能就很可能会失效。因为采用三阶段充电方式的充电器是利用充电过程中的电池两端电压和充电电流来实现三个阶段之间的切换，可是在电池受损坏程度较严重的时候，电池两端电压可能始终无法上升到所设定的最高电压值，或者充电电流始终无法下降到所设定的转换电流值，充电器就无法正常实现三个阶段之间的转换，就会造成给蓄电池过充电的后果。如果电池两端的电压始终无法上升到第二阶段的所设定的最高电压值，那么充电器就会一直使用第一阶段所限定的电流给电池进行充电，从而导致电池过充电的后果；如果电池两端电压虽然有上升到所设定的最高电压值，但是充电电流始终无法下降到在第二阶段与第三阶段之间的转换电流值，那么充电器就会一直用所设定的最高电压值给电池进行充电，从而导致电池过充电的后果。使用过电动车的人们都会遇到这种现象：电动车使用了一段时间后（比如在使用了两年后），不论给电池充电多长时间，充电器上的充电指示灯都不会再变成绿灯，人们会误以为电池的充电过程还没完成，就这样一直给电池充电，结果电池盒表面温度会变得很高很烫手，这是因为充电器的过充保护功能失效而导致的蓄电池过充电的结果。过充电会加剧电池受损坏的程度和进一步缩短电池的使用寿命。