蓄电池防馈电保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及蓄电保护技术领域，具体地，涉及一种蓄电池防馈电保护装置。


背景技术：

2.市面上一些通过蓄电池供电的设备，例如轨道工程车，司机在将轨道工程车返回车库后，经常会忘记关闭电源总开关，车上未关闭的用电设备将持续消耗蓄电池电能，导致蓄电池过度放电。后续轨道工程车司机再次启动发动机时，因蓄电池馈电，将无法启动发动机。
3.因此，目前大部分上述设备都未对蓄电池进行放电保护，只能靠设备操作者在设备施工结束后主动断开电源开关来保护蓄电池放电，但人工操作总有纰漏，无法保证电源开关百分百的切断率。
4.公告号为cn211018311u的专利公开一种蓄电池过放电池系统，如说明书附图3所示，其包括整流模块、保护器、蓄电池组和用电设备；整流模块输入端接市电供电，整流模块输出端与保护器的输入端电性连接；保护器输出端与用电设备电性连接；保护器与蓄电池组电性连接，完成蓄电池组充放电的过程。该专利的蓄电池过放电池系统，输出-48v电压，可应用于10v至50v的供电系统；对蓄电池过程中的电量保护，系统做到完全自主检测干预，确保蓄电池保持电量充足的一个状态，避免失效。
5.虽然上述专利也提到了针对蓄电池放电保护，但其技术方案主要涉及的是自主检测干预，对蓄电池充放电进行监测，使蓄电池保持充足电量状态，但对于目前市面上多数设备来说，在其仍需要人工主动关闭电源总开关的情况下，如何避免蓄电池在忘关电源总开关时持续消耗电能，是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种能及时有效地进行放电保护的蓄电池防馈电保护装置。
7.本实用新型目的通过以下技术方案实现：
8.一种蓄电池防馈电保护装置，蓄电池为设备供电以支撑设备的运行，蓄电池正极和设备供电接线端子之间设有总电源开关，所述保护装置设置在总电源开关和设备供电接线端子之间，所述保护装置包括主电路和控制电路，主电路和总电源开关、供电接线端子串联，主电路包括电磁控制开关，控制电路包括电压采集功能块、开关控制功能块和馈电状态备用能源启动功能块，三个功能块之间相互进行电连接；所述电压采集功能块用于采集蓄电池电压，所述开关控制功能块根据电压采集功能块采集的电压控制电磁控制开关；电压采集功能块采集到蓄电池的电压值低于设定保护电压临界值时，开关控制功能块控制电磁控制开关断开，在蓄电池的电压值高于设定工作电压临界值时，开关控制功能块控制电磁控制开关闭合；所述蓄电池馈电状态备用能源启动功能块用于在蓄电池发生保护断开后重新启动设备工作。
9.进一步地，所述主电路还包括并联在电磁控制开关两端的手动开关，手动开关控制主电路手动通断。
10.更进一步地，所述手动开关采用隔离开关，在施工维护或者蓄电池保护装置异常时使用。
11.进一步地，所述控制电路还包括显示功能块，显示功能块用于实时显示蓄电池的电压状态及保护装置的工作状态。
12.进一步地，所述设定保护电压临界值为22v，设定工作电压临界值为24v。
13.进一步地，所述蓄电池馈电状态备用能源启动功能块包括点动操作按钮，人工点击点动操作按钮，馈电状态备用能源启动功能块接收启动指令后，在设定时间t1内闭合电磁控制开关，操作者在t1时间内完成备用能源的启动。
14.更进一步地，其特征在于，t1为12～18s。
15.更进一步地，其特征在于，操作者未在t1时间内完成备用能源启动时，需等待设定时间t2后，再重新点击点动操作按钮。
16.更进一步地，所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，t2为25～35s。
17.进一步地，所述电磁控制开关为继电器，所述控制电路通过控制继电器的控制线圈得电与失电来控制继电器的导通与断开。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.1)在蓄电池过度放电时，防馈电保护装置会自动断开蓄电池的供电回路，无需人工手工断开，避免了人为失误导致蓄电池过放而引起的蓄电池寿命降低或者损坏的情况，同时也确保在下次使用设备时能正常开启设备；
20.2)在蓄电池馈电状态下，需启用备用电源时，防馈电保护装置能够及时断开蓄电池的供电回路，防止蓄电池继续过放。
附图说明
21.图1为实施例1所述的轨道工程车蓄电池供电系统主电路图；
22.图2为实施例1所述的蓄电池防馈电保护装置原理图；
23.图3为背景技术中蓄电池过放电系统的示意图。
具体实施方式
24.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术方案进行详细阐述。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
26.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
29.实施例1
30.提供一种应用在轨道工程车上的蓄电池防馈电保护装置，其中轨道工程车蓄电池供电系统主电路图如图1所示，蓄电池的负极搭铁，正极经轨道工程车的总电源开关后接至电器柜总电源接线端子。蓄电池防馈电保护装置串联在图1所示的总电源手动开关与电器柜接线端子之间。如图2所示；蓄电池防馈电保护装置分为主电路和控制电路两部分，其中主电路由电磁控制开关与手动开关并联组成，主电路一端与总电源开关相连，另一端与电路柜总电源的进线端子相连；手动开关采用隔离开关，在施工维护或者蓄电池保护装置异常时使用。电磁控制开关采用继电器，其线圈由控制电路进行控制。
31.控制电路包括电压采集功能块、开关控制功能块、馈电状态备用能源启动功能块以及显示功能块，内部各功能块之间均电连接进行信息及控制指令的交互；其中显示功能块为可进行输入操作的显示面板；电压采集功能块与蓄电池电连接，能够实时采集蓄电池当前的电压值，并在显示面板上进行显示。
32.开关控制功能块根据电压采集功能块采集的蓄电池电压值来输出do信号给继电器的线圈，控制继电路的导通与关断，来开通或者断开蓄电池供电系统的主电路，并将主电路的当前状态在显示面板上进行显示；本实施例中当蓄电池电压大于等于24v，开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈通电，闭合继电器，蓄电池通过电器柜总电源接线端子向轨道工程车供电；当蓄电池电压低于22v时，此时蓄电池处于过放状态，开关控制功能块输出do信号断开继电器线圈的电，使继电器断开，蓄电池无法向轨道工程车供电，从而起到防止蓄电池过放，保护蓄电池的目的；蓄电池电压在22v至24v之间时，开关控制功能块维持现状，不进行反向的动作。即若刚开始时开关控制功能块控制继电器导通，蓄电池处于放电状态，则当蓄电池电压降至在22v至24v之间的某个电压值，开关控制功能控制继电器一直维持导通，直到蓄电池电压降至22v及以下时，才控制继电器断开，避免蓄电池过放；若刚开始开关控制功能块控制继电器断开，蓄电池处于静置或者充电状态，若处于充电状态时，则当蓄电池电压充电至22v至24v之间的某个电压值，开关控制功能控制继电器一直处于断开状
态，直到蓄电池充电至24v及以上时，才控制继电器导通。
33.馈电状态备用能源启动功能块包括点动操作按钮，点动操作按钮设置在显示面板上，馈电状态备用能源启动功能块能够在蓄电池馈电状态断开继电器后，启用备用能源失败时及时再次断开继电器避免馈电状态的蓄电池继续过放；本实施例中备用能源为发动机。当蓄电池电压低于22v，蓄电池防馈电保护装置断开继电器后，如果需要启动发动机，可以人工在显示面板上点击点动操作按钮，馈电状态备用能源启动功能块接收启动指令后，控制开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈通电，继电器在15s内闭合。此时司机需要在15s内完成发动机的启动，若司机未能在15s内成功启动发动机，则馈电状态备用能源启动功能块控制开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈断电，断开继电器，防止蓄电池继续过放；发动机启动失败后需要等待30s，才能人工继续在显示面板上点击点动操作按钮，再次进行启动发动机的操作(30s之内点击操作无效，无法使继电器再次闭合)；上述点击信息及计时信息同步显示在显示面板上。
34.实施例2
35.一种应用在轨道工程车上的蓄电池防馈电保护装置，其中轨道工程车蓄电池供电系统主电路图如图1所示，蓄电池的负极搭铁，正极经轨道工程车的总电源开关后接至电器柜总电源接线端子。蓄电池防馈电保护装置串联在图1所示的总电源手动开关与电器柜接线端子之间。如图2所示；蓄电池防馈电保护装置分为主电路和控制电路两部分，其中主电路由电磁控制开关与手动开关并联组成，主电路一端与总电源开关相连，另一端与电路柜总电源的进线端子相连；手动开关采用隔离开关，在施工维护或者蓄电池保护装置异常时使用。电磁控制开关采用继电器，其线圈由控制电路进行控制。
36.控制电路包括电压采集功能块、开关控制功能块、馈电状态备用能源启动功能块以及显示功能块，内部各功能块之间均电连接进行信息及控制指令的交互；其中显示功能块为可进行输入操作的显示面板；电压采集功能块与蓄电池电连接，能够实时采集蓄电池当前的电压值，并在显示面板上进行显示。
37.开关控制功能块根据电压采集功能块采集的蓄电池电压值来输出do信号给继电器的线圈，控制继电路的导通与关断，来开通或者断开蓄电池供电系统的主电路，并将主电路的当前状态在显示面板上进行显示；本实施例中当蓄电池电压大于等于24v，开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈通电，闭合继电器，蓄电池通过电器柜总电源接线端子向轨道工程车供电；当蓄电池电压低于22v时，此时蓄电池处于过放状态，开关控制功能块输出do信号断开继电器线圈的电，使继电器断开，蓄电池无法向轨道工程车供电，从而起到防止蓄电池过放，保护蓄电池的目的；蓄电池电压在22v至24v之间时，开关控制功能块维持现状，不进行反向的动作。即若刚开始时开关控制功能块控制继电器导通，蓄电池处于放电状态，则当蓄电池电压降至在22v至24v之间的某个电压值，开关控制功能控制继电器一直维持导通，直到蓄电池电压降至22v及以下时，才控制继电器断开，避免蓄电池过放；若刚开始开关控制功能块控制继电器断开，蓄电池处于静置或者充电状态，若处于充电状态时，则当蓄电池电压充电至22v至24v之间的某个电压值，开关控制功能控制继电器一直处于断开状态，直到蓄电池充电至24v及以上时，才控制继电器导通。
38.馈电状态备用能源启动功能块包括点动操作按钮，点动操作按钮设置在显示面板上，馈电状态备用能源启动功能块能够在蓄电池馈电状态断开继电器后，启用备用能源失
败时及时再次断开继电器避免馈电状态的蓄电池继续过放；本实施例中备用能源为发动机。当蓄电池电压低于22v，蓄电池防馈电保护装置断开继电器后，如果需要启动发动机，可以人工在显示面板上点击点动操作按钮，馈电状态备用能源启动功能块接收启动指令后，控制开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈通电，继电器在12s内闭合。此时司机需要在12s内完成发动机的启动，若司机未能在12s内成功启动发动机，则馈电状态备用能源启动功能块控制开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈断电，断开继电器，防止蓄电池继续过放；发动机启动失败后需要等待25s，才能人工继续在显示面板上点击点动操作按钮，再次进行启动发动机的操作(25s之内点击操作无效，无法使继电器再次闭合)；上述点击信息及计时信息同步显示在显示面板上。
39.实施例3
40.一种应用在轨道工程车上的蓄电池防馈电保护装置，其中轨道工程车蓄电池供电系统主电路图如图1所示，蓄电池的负极搭铁，正极经轨道工程车的总电源开关后接至电器柜总电源接线端子。蓄电池防馈电保护装置串联在图1所示的总电源手动开关与电器柜接线端子之间。如图2所示；蓄电池防馈电保护装置分为主电路和控制电路两部分，其中主电路由电磁控制开关与手动开关并联组成，主电路一端与总电源开关相连，另一端与电路柜总电源的进线端子相连；手动开关采用隔离开关，在施工维护或者蓄电池保护装置异常时使用。电磁控制开关采用继电器，其线圈由控制电路进行控制。
41.控制电路包括电压采集功能块、开关控制功能块、馈电状态备用能源启动功能块以及显示功能块，内部各功能块之间均电连接进行信息及控制指令的交互；其中显示功能块为可进行输入操作的显示面板；电压采集功能块与蓄电池电连接，能够实时采集蓄电池当前的电压值，并在显示面板上进行显示。
42.开关控制功能块根据电压采集功能块采集的蓄电池电压值来输出do信号给继电器的线圈，控制继电路的导通与关断，来开通或者断开蓄电池供电系统的主电路，并将主电路的当前状态在显示面板上进行显示；本实施例中当蓄电池电压大于等于24v，开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈通电，闭合继电器，蓄电池通过电器柜总电源接线端子向轨道工程车供电；当蓄电池电压低于22v时，此时蓄电池处于过放状态，开关控制功能块输出do信号断开继电器线圈的电，使继电器断开，蓄电池无法向轨道工程车供电，从而起到防止蓄电池过放，保护蓄电池的目的；蓄电池电压在22v至24v之间时，开关控制功能块维持现状，不进行反向的动作。即若刚开始时开关控制功能块控制继电器导通，蓄电池处于放电状态，则当蓄电池电压降至在22v至24v之间的某个电压值，开关控制功能控制继电器一直维持导通，直到蓄电池电压降至22v及以下时，才控制继电器断开，避免蓄电池过放；若刚开始开关控制功能块控制继电器断开，蓄电池处于静置或者充电状态，若处于充电状态时，则当蓄电池电压充电至22v至24v之间的某个电压值，开关控制功能控制继电器一直处于断开状态，直到蓄电池充电至24v及以上时，才控制继电器导通。
43.馈电状态备用能源启动功能块包括点动操作按钮，点动操作按钮设置在显示面板上，馈电状态备用能源启动功能块能够在蓄电池馈电状态断开继电器后，启用备用能源失败时及时再次断开继电器避免馈电状态的蓄电池继续过放；本实施例中备用能源为发动机。当蓄电池电压低于22v，蓄电池防馈电保护装置断开继电器后，如果需要启动发动机，可以人工在显示面板上点击点动操作按钮，馈电状态备用能源启动功能块接收启动指令后，
控制开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈通电，继电器在18s内闭合。此时司机需要在15s内完成发动机的启动，若司机未能在18s内成功启动发动机，则馈电状态备用能源启动功能块控制开关控制功能块输出do信号给继电器的线圈断电，断开继电器，防止蓄电池继续过放；发动机启动失败后需要等待35s，才能人工继续在显示面板上点击点动操作按钮，再次进行启动发动机的操作(35s之内点击操作无效，无法使继电器再次闭合)；上述点击信息及计时信息同步显示在显示面板上。本技术方案中馈电状态备用能源启动功能块与点动操作按钮、开关控制功能块之间的联动动作属于行业内常规操作。
44.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种蓄电池防馈电保护装置，蓄电池为设备供电以支撑设备的运行，蓄电池正极和设备电器柜接线端子之间设有总电源开关，其特征在于，所述保护装置设置在总电源开关和电器柜接线端子之间，所述保护装置包括主电路和控制电路，主电路和总电源开关、电器柜接线端子串联，主电路包括电磁控制开关，控制电路包括电压采集功能块、开关控制功能块和馈电状态备用能源启动功能块，三个功能块之间相互进行电连接；所述电压采集功能块用于采集蓄电池电压，所述开关控制功能块根据电压采集功能块采集的电压控制电磁控制开关；电压采集功能块采集到蓄电池的电压值低于设定保护电压临界值时，开关控制功能块控制电磁控制开关断开，在蓄电池的电压值高于设定工作电压临界值时，开关控制功能块控制电磁控制开关闭合；所述蓄电池馈电状态备用能源启动功能块用于在蓄电池发生保护断开后重新启动设备工作。2.根据权利要求1所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，所述主电路还包括并联在电磁控制开关两端的手动开关，手动开关控制主电路手动通断。3.根据权利要求2所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，所述手动开关采用隔离开关。4.根据权利要求1所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，所述控制电路还包括显示功能块，显示功能块用于实时显示蓄电池的电压状态及保护装置的工作状态。5.根据权利要求1所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，所述设定保护电压临界值为22v，设定工作电压临界值为24v。6.根据权利要求1所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，所述蓄电池馈电状态备用能源启动功能块包括点动操作按钮，人工点击点动操作按钮，馈电状态备用能源启动功能块接收启动指令后，在设定时间t1内闭合电磁控制开关，操作者在t1时间内完成备用能源的启动。7.根据权利要求6所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，t1为12～18s。8.根据权利要求6或7所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，操作者未在t1时间内完成备用能源启动时，需等待设定时间t2后，再重新点击点动操作按钮。9.根据权利要求8所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，t2为25～35s。10.根据权利要求1所述的蓄电池防馈电保护装置，其特征在于，所述电磁控制开关为继电器，所述控制电路通过控制继电器的控制线圈得电与失电来控制继电器的导通与断开。

技术总结
本实用新型公开一种蓄电池防馈电保护装置，蓄电池正极和设备电器柜接线端子之间设总电源开关，保护装置设在总电源开关和电器柜接线端子之间，其包括主电路和控制电路，主电路和总电源开关、电器柜接线端子串联，主电路包括电磁控制开关，控制电路包括相互电连接的电压采集功能块、开关控制功能块和馈电状态备用能源启动功能块；电压采集功能块采集蓄电池电压，开关控制功能块根据采集的电压控制电磁控制开关；蓄电池电压值低于设定保护电压临界值时，开关控制功能块控制电磁控制开关断开，蓄电池电压值高于设定工作电压临界值时，开关控制功能块控制电磁控制开关闭合。保护装置能在蓄电池过度放电时自动断开蓄电池的供电回路，无需人工手工断开。无需人工手工断开。无需人工手工断开。


技术研发人员：刘毅 田雁飞 易宗钰
受保护的技术使用者：株洲嘉成科技发展股份有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/8/13