專利名稱：車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及蓄電池，具體地說是一種車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置。
背景技術(shù)：
蓄電池(以下簡稱電池)作為一種能源，被廣泛應(yīng)用在汽車、摩托等車輛上，它可以提供起動、照明、信號燈及其它負(fù)載所需之電能。
科學(xué)理論和實(shí)踐證明，12V電池在機(jī)車上工作，其正常充電額定電壓范圍必須在14～16V之間，一般電池電壓保持在12.6～14.00之間為最佳狀態(tài)，且充電量與放電量必須經(jīng)常保持基本平衡，這樣，電池的正常使用壽命既可得到保證，電池也不會出現(xiàn)電量、電壓不足的現(xiàn)象。如果蓄電池老是處于充電電壓過大的狀態(tài)下，質(zhì)量再好的電池亦將很快被損壞；如果機(jī)車不充電、充電電流小于額定值、用電負(fù)載電流過大會導(dǎo)致電池電壓、電量逐漸或很快降低，直到電池電量不足，這樣容易誤判電池壞了。
正是由于電池在機(jī)車上實(shí)際使用過程中，其工作環(huán)境惡劣，在動態(tài)負(fù)載和大幅度波動充電放電的情況下運(yùn)行，有很多機(jī)車的充電電路系統(tǒng)和用電負(fù)載不符合電池正常使用要求，導(dǎo)致大量的非自身質(zhì)量原因的電池過早報廢，其中包括因充電電壓過大而過早損壞的和因充電電流較小使電池電量不足而被誤判壞了的，但實(shí)際上充足電后是良好的。
另外由于有以下幾個因素促使本實(shí)用新型的發(fā)明1、因很多機(jī)車發(fā)電機(jī)的設(shè)計不同、整流方式不同、整流效果不同，因此電壓表在測量機(jī)車充電電壓時往往示值小于實(shí)際值、甚至小于實(shí)際值的一半。很多實(shí)際值實(shí)為充電電壓過大而所測結(jié)果為正常。電壓表測量電池電壓示值是準(zhǔn)確的，但電池電壓會因?yàn)檫^大充電電壓的作用而升高。但很多維修人員只測機(jī)車充電電壓而不去通過測量電池電壓的升高變化來判斷充電電壓是否過大或沒有掌握正確的測量方法(即加速時持續(xù)測量多久？)和判斷充電電壓過大的電池電壓參數(shù)。
2、機(jī)車在開大燈等負(fù)載時，很多維修人員沒有在電池安裝時測量在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化下充電電流與用電負(fù)載電流的大小關(guān)系，是否符合電池正常工作要求。如在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速大于2500～3000轉(zhuǎn)/分時，I充＜I負(fù)載，電池電壓就會因機(jī)車較長時間中低速運(yùn)轉(zhuǎn)而逐漸降低，直至電量不足。
3、電池的充電過大保護(hù)電路與過放電報警電路實(shí)際效果不大，仍會造成因充電過大較早損壞或容易誤判電池壞了。因?yàn)槌潆娺^大時利用電阻放電方法只能消耗充電能量的10～30％，而電池電壓仍會因過大充電電壓的作用保持在15V以上，不斷釋放氣體、喪失水分、逐漸損壞；而過放電報警是被動的，因電池裝在車上時即便開大燈、低速狀態(tài)也不報警，等到電量嚴(yán)重不足才報警時已經(jīng)晚了，容易誤判電池壞了。
綜上所述，很有必要發(fā)明一種裝置來解決這些問題，人們也很希望有一種與電池配套使用的裝置它能夠直觀地、實(shí)時快速地、準(zhǔn)確地顯示電池電壓過高＞14.5V、電池電壓較低＜12.5V以及在線充電顯示，能反映出機(jī)車充電過大、充電較小、充電正常的狀況；促使有關(guān)人員及時更換安裝穩(wěn)壓在16V的整流器(或稱電壓電流調(diào)節(jié)器)或及時維修好充電和用電負(fù)載電路系統(tǒng)，避免因充電較小使電池電量降低，甚至不足的現(xiàn)象，以減少誤判電池壞了的概率，但這種裝置目前市場上尚未見到。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置，它能夠直觀地、在線實(shí)時快速準(zhǔn)確地監(jiān)測蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)，并分別以聲、光形式顯示，提醒注意。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是該車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置包括蓄電池，其特征在于——一個正常工作電壓檢測顯示電路，由電阻R1、穩(wěn)壓管VD1、發(fā)光二極管LED1相串聯(lián)組成，并接在所述蓄電池正、負(fù)電極兩端上；——一個過電壓顯示報警電路，由分壓取樣電路、觸發(fā)電子開關(guān)、低頻振蕩器A、指示燈LED2和蜂鳴器HA1組成，取樣電路的輸入端連接在所述蓄電池正、負(fù)電極兩端上，分壓輸出端與觸發(fā)電子開關(guān)的輸入控制端連接，電子開關(guān)連接在蓄電池正端與低頻振蕩器的供電端之間，指示燈與蜂鳴器相并聯(lián)，連接在振蕩器的輸出端上；——一個欠電壓顯示電路，由分壓取樣電路、觸發(fā)電子開關(guān)、低頻振蕩器B和指示燈LED3組成，取樣電路的輸入端連接在所述蓄電池正、負(fù)電極兩端上，分壓輸出端與觸發(fā)電子開關(guān)的輸入控制端連接，電子開關(guān)連接在低頻振蕩器的控制輸入端與共地端之間，指示燈LED3則連接在低頻振蕩器的輸出端上。
所述的過電壓顯示報警電路也可以不用蜂鳴器，由電阻R’、穩(wěn)壓二極管VD’和指示燈LED’相串聯(lián)，并接在所述蓄電池的正、負(fù)電極兩端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是與車用蓄電池配套使用、在線實(shí)時觀察、聲光顯示報警、直觀準(zhǔn)確、能隨時了解和掌握電池的運(yùn)行狀況、判定故障原因、延長蓄電池的使用壽命；結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝方便、小巧耐用、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。


圖1是該車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置的整體外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的內(nèi)部電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述在圖1中，1是殼體，兩端是連接蓄電池正、負(fù)電極的接線，LED1、LED2、LED3分別是綠、紅、黃三種顏色的發(fā)光二極管，作指示燈用，HA1是蜂鳴器，作報警器用。該裝置既可以安裝在蓄電池外部或內(nèi)部，也可以安裝在儀表盤附近。
圖2是圖1的內(nèi)部電路圖，由正常工作電壓檢測顯示電路、過電壓顯示報警電路和欠電壓顯示電路三部分組成。
圖中，GB是蓄電池，被監(jiān)測對象。
正常工作電壓檢測顯示部分由限流電阻R1、穩(wěn)壓二極管VD1和發(fā)光二極管LED1構(gòu)成。
過電壓顯示報警部分由采樣電路的分壓電阻R2、RP1(調(diào)節(jié)RP1可改變VT1的工作點(diǎn))、觸發(fā)電子開關(guān)的三極管VT1、集電極電阻R3，低頻振蕩器A的三極管VT2、場效應(yīng)管VT3(型號為20N03)、電阻R4～R7、電容C1、C2、發(fā)光二極管LED2和蜂鳴器HA1構(gòu)成，VD2是隔離二極管，R8是隔離電阻。
虛線框C內(nèi)的電阻R’、穩(wěn)壓管VD’和發(fā)光二極管LED’，是當(dāng)不需用蜂鳴器時，可將它們串聯(lián)接在電池正負(fù)電極兩端，由LED’發(fā)光指示。
欠電壓顯示部分由取樣電阻R9、RP2(可調(diào)電阻，調(diào)整它可改變VT4的工作點(diǎn))、隔離二極管VD4、開關(guān)三極管VT4、“與非門”D1、“非門”D2(集成塊的型號為CD4011)、電容C3、C4、電阻R10～R13和發(fā)光二極管LED3構(gòu)成，其中，VT4作觸發(fā)開關(guān)用，“與非門”D1和“非門”D2及外圍元件接成低頻振蕩器B用，R13是隔離電阻，輸入端1腳由VT4控制，輸出端4腳經(jīng)R13連接指示燈LED3。
上述電路使用了兩個低頻振蕩器，其用意是使指示燈發(fā)光時產(chǎn)生閃爍感，使蜂鳴器能發(fā)生斷續(xù)的鳴叫聲，起提醒注意的作用。
電路工作過程1、正常工作電壓檢測顯示當(dāng)電池工作在12.5V～14.5V正常范圍時，有電流流過R1、VD1和LED1，指示燈LED1發(fā)出恒定的綠光，表示電池工作正常。
2、過電壓顯示報警當(dāng)電池電壓正常時，R2、RP2的分壓輸出較低，VT1截止，振蕩器不工作。
當(dāng)充電電壓高于設(shè)定的14.5V時，取樣電阻R2、RP1的分壓輸出較高，VT1導(dǎo)通，接通了振蕩器的工作電源，電路向電容C1、C2充電，初始狀態(tài)VT2、VT3是截止的，當(dāng)電容充電至VT2正偏時，VT2導(dǎo)通、VT3導(dǎo)通，這時C1通過VT4放電、C2通過VT2放電，當(dāng)放電至VT2反偏時，VT2截止、VT3截止，接著電源又對C1、C2充電，重復(fù)上述過程，由于電容不斷地充電、放電，VT2、VT3就不斷地截止、導(dǎo)通，如此循環(huán)，電路就振蕩起來了，于是有振蕩信號電流流過HA1和LED2，使蜂鳴器發(fā)出斷續(xù)的鳴叫聲，同時指示燈LED2發(fā)出閃爍的紅光，表示電池過充電了。
3、欠電壓顯示當(dāng)電池電壓較高＞12.5V時，VD4、VT4導(dǎo)通，D1的1腳為低電平，振蕩器不工作。
當(dāng)電池電壓低于設(shè)定值12.5V時，此時取樣電阻R9、RP2的分壓輸出較低，VD4、VT4截止，D1的1腳跳變?yōu)楦唠娖?，輸出?腳跳變?yōu)榈碗娖?，D2的5、6腳連在一起作“非門”即反相器用，也為低電平，經(jīng)“非門”D2非了一次后倒相180°，4腳輸出高電平，振蕩器起振，輸出信號經(jīng)C3反饋回D1的輸入端2腳，振蕩器就反復(fù)振蕩工作起來了。D2的4腳輸出的振蕩信號電流經(jīng)R13流過LED3，使黃色的指示燈LED3跟隨振蕩信號閃爍發(fā)光，這時就表示電池的電壓不足了。
注“與非門”的邏輯關(guān)系是當(dāng)輸入端都是高電平時，輸出就為低電平，只要有一個輸入端為低電平，輸出就是高電平?！胺情T”就是倒相器，使輸入與輸出的相位相差180°。
其它項(xiàng)目檢查的具體使用與操作1、不加載檢查設(shè)新安了一只電量較足的蓄電池，在不開任何大小燈的情況下，起動發(fā)動機(jī)加速至中等時速，一分鐘內(nèi)如果綠色指示燈是亮的，表示充電電壓大于電池電壓，可以對電池充電。
加大油門，使發(fā)動機(jī)處于最高轉(zhuǎn)速，保持一分鐘，若紅色指示燈不閃，蜂鳴器不叫，表示充電最高電壓在額定的16V以內(nèi)，充電電壓正常(此時綠燈保持發(fā)光)；若在一分鐘內(nèi)，紅燈開始閃亮，蜂鳴器也發(fā)出斷續(xù)的聲音，表示充電電壓過高，須更換成符合要求的整流調(diào)壓器或檢查穩(wěn)壓開關(guān)線路是否斷路。
2、加載檢查開夜行大燈、尾燈燈光，發(fā)動機(jī)在怠速狀態(tài)下保持一分鐘左右，至黃色指示燈開始閃亮?xí)r，馬上加大油門，使發(fā)動機(jī)處于2500～3000轉(zhuǎn)/分，如果在一分鐘內(nèi)黃色指示燈熄滅，表示充電電流大于放電電流，充放電是正常的，如果黃色指示燈仍然閃亮，表示可能有如下故障整流調(diào)壓器功率過小(或不匹配)、交流發(fā)電機(jī)發(fā)電過小、線路有輕微搭鐵、用電負(fù)載過重，或剎車開關(guān)不回位，或機(jī)車電路接錯等其他故障。
權(quán)利要求1.一種車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置，包括蓄電池在內(nèi)，其特征在于，它還包括——一個正常工作電壓檢測顯示電路，由電阻R1、穩(wěn)壓管VD1、發(fā)光二極管LED1相串聯(lián)組成，并接在所述蓄電池正、負(fù)電極兩端上；——一個過電壓顯示報警電路，由分壓取樣電路、觸發(fā)電子開關(guān)、低頻振蕩器A、指示燈LED2和蜂鳴器HA1組成，取樣電路的輸入端連接在所述蓄電池正、負(fù)電極兩端上，分壓輸出端與觸發(fā)電子開關(guān)的輸入控制端連接，電子開關(guān)連接在蓄電池正端與低頻振蕩器的供電端之間，指示燈與蜂鳴器相并聯(lián)，連接在振蕩器的輸出端上；——一個欠電壓顯示電路，由分壓取樣電路、觸發(fā)電子開關(guān)、低頻振蕩器B和指示燈LED3組成，取樣電路的輸入端連接在所述蓄電池正負(fù)電極兩端上，分壓輸出端與觸發(fā)電子開關(guān)的輸入控制端連接，電子開關(guān)連接在低頻振蕩器的控制輸入端與共地端之間，指示燈LED3則連接在低頻振蕩器的輸出端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置，其特征在于過電壓顯示報警電路也可以由電阻R’、穩(wěn)壓二極管VD’和指示燈LED’相串聯(lián)，并接在所述蓄電池的正、負(fù)兩極兩端。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種車用蓄電池的實(shí)時監(jiān)測及聲光告警裝置，由正常工作電壓檢測電路、過電壓顯示報警電路、欠電壓顯示電路與蓄電池配套組成，用于在線實(shí)時監(jiān)測車用蓄電池的運(yùn)行工況。當(dāng)電池充放電正常時，綠燈顯示，當(dāng)充電電壓過高時，紅燈閃爍顯示，并有聲響報警；當(dāng)電壓不足時，黃燈閃爍提醒。它能直觀準(zhǔn)確地隨時了解和掌握電池的運(yùn)行狀況，判定故障原因，以確保蓄電池的正常使用壽命。具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、小巧耐用、安裝容易、使用方便、實(shí)用效果好等特點(diǎn)。
文檔編號G01R31/36GK2625211SQ0324939
公開日2004年7月14日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月3日
發(fā)明者劉瑞桂 申請人:劉瑞桂