專利名稱：智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有車用啟動(dòng)電瓶產(chǎn)品，主要采用鉛酸電池，鉛酸電池各項(xiàng)效能較差，其產(chǎn)品電壓 較低及放電時(shí)電壓壓降較快，本身含鉛重金屬會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。且因其重量重，內(nèi)又有稀 硫酸液體電解液不能傾斜及倒置，造成使用及安裝上的不便利及不便攜帶性。并且，又因其重量能量密度及體積能量密度皆較低，所以使用其為車用起啟動(dòng)電 瓶時(shí)，其體積大、重量重，且現(xiàn)有各家鉛酸電池廠的正負(fù)極柱位置不一，使得各車廠、維修廠 在安裝、選用適當(dāng)電瓶時(shí)，會(huì)受限于各廠電瓶尺寸及正負(fù)極柱位置的不兼容，而必須等待適 用電瓶?，F(xiàn)有車用啟動(dòng)電瓶在低溫環(huán)境中(零下20度)使用時(shí)，皆有發(fā)動(dòng)困難或不能發(fā) 動(dòng)的情況，降低車輛使用效率；并且在低溫環(huán)境下，發(fā)動(dòng)車輛會(huì)需要瞬間大電流(冷啟動(dòng) 600Amp)，長(zhǎng)期使用，對(duì)電池及相關(guān)電子零件皆會(huì)影響其使用壽命，然而高緯度國(guó)家及地區(qū)， 其冬季溫度皆低，以至于在低溫時(shí)，很難發(fā)動(dòng)車輛或根本無(wú)法使用車輛。為了解決這個(gè)問(wèn) 題，有產(chǎn)品采用其它加熱系統(tǒng)，如加裝電熱絲，或半導(dǎo)體發(fā)熱體(PTC)，這些產(chǎn)品除安全性不 適合外，又有尺寸過(guò)大及加熱不均勻的現(xiàn)象，以及必須改裝系統(tǒng)的麻煩。而且車輛使用是機(jī) 動(dòng)性質(zhì)的，不能指定時(shí)間。而過(guò)早加熱或加熱過(guò)快，都會(huì)造成無(wú)謂的能源浪費(fèi)及安全上的隱
串
)Qi、O此外，傳統(tǒng)啟動(dòng)電瓶功能單一，只能當(dāng)作一般電源，提供汽車啟動(dòng)、點(diǎn)火時(shí)電力來(lái) 源及穩(wěn)壓使用，或當(dāng)移動(dòng)電源，其操作被動(dòng)。除無(wú)保護(hù)及警示的功能外，又要定時(shí)更換，以免 長(zhǎng)時(shí)間使用后，蓄電能力不足時(shí)，車輛突然故障，不能發(fā)動(dòng)。而且現(xiàn)有電瓶不良時(shí)無(wú)法檢測(cè) 原因，僅能更換無(wú)法維修。因此，汽車雖為大眾實(shí)現(xiàn)并提供了便利的行動(dòng)能力，但當(dāng)車輛心 臟一一電瓶本身故障及使用環(huán)境產(chǎn)生異常時(shí)，并無(wú)相對(duì)應(yīng)的智能管理及警告系統(tǒng)，以提醒 用車人加以注意，致使車輛故障或產(chǎn)生更大行車危害。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，它智能程度高、高能高 效、低溫使用性好，安全、節(jié)能環(huán)保，具有防盜和警示等多種功能；使用壽命長(zhǎng)，易維護(hù)。本發(fā)明的技術(shù)方案是它包括鋰電池組、微控制器單元、電池電壓偵測(cè)及電池平衡 單元、電池加熱模塊、用于偵測(cè)電芯溫度的溫度偵測(cè)單元、供電單元；所述鋰電池組連接電 池加熱模塊，鋰電池組連接供電單元，供電單元分別連接電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元、微 控制器單元；所述鋰電池組連接電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元，電池電壓偵測(cè)及電池平衡 單元與微控制器單元相互連接；溫度偵測(cè)單元連接微控制器單元，微控制器單元分別連接 電池加熱模塊、供電單元；鋰電池組外接正極端子、負(fù)極端子。以下是對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步解釋
3[0009]所述微控制器單元與GSM或CDMA通訊模塊相連接，供電單元連接GSM或CDMA通 訊模塊。所述微控制器單元與GPS全球定位模塊相連接，供電單元連接GPS全球定位模塊。 所述微控制器單元與用于顯示電池應(yīng)急供電狀態(tài)及電芯電壓平衡狀態(tài)的狀態(tài)顯 示模塊相連接。所述微控制器單元與上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口相連接，電池電壓偵測(cè)及電池平 衡單元與上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口相連接。所述供電單元連接有控制供電單元開啟的按鍵控制開關(guān)，按鍵控制開關(guān)連接微控 制器單元。所述鋰電池組的外接線路上設(shè)置有控制鋰電池組對(duì)外輸出與關(guān)閉的繼電器保護(hù) 開關(guān)，供電單元連接繼電器保護(hù)開關(guān)。所述負(fù)極端子包括兩個(gè)負(fù)極極柱。所述電池加熱模塊的加熱組件為導(dǎo)電塑料氟樹脂復(fù)合電熱膜。導(dǎo)電塑料氟樹脂復(fù) 合電熱膜由氟樹脂導(dǎo)電膜、氟樹脂遠(yuǎn)紅外膜、氟樹脂絕緣層和弓I出電極復(fù)合而成。氟樹脂導(dǎo) 電膜中含有炭黑或石墨、含氟的陰離子表面活性劑。氟樹脂遠(yuǎn)紅外膜中含有錳、鈦、硅、鉻、 鋯的氧化物，引出電極是在鍍銀銅絲網(wǎng)上涂上氟樹脂乳液與導(dǎo)電炭黑。具有氟樹脂塑料優(yōu) 點(diǎn)之外，還具有制造工藝簡(jiǎn)單，可以任意成型，具有遠(yuǎn)紅外轉(zhuǎn)換特性，熱效率高。所述啟動(dòng)電瓶?jī)?nèi)置有用戶身份識(shí)別SIM卡。電池加熱模塊接收微控制器單元控制信號(hào)，給每個(gè)電芯提供加熱功能。溫度偵測(cè)單元偵測(cè)每個(gè)電芯的溫度信息。鋰電池組可采用模塊化組裝，如采用四串鋰電池串聯(lián)。供電單元給電池內(nèi)部系統(tǒng)提供所需電源。GSM或CDMA通訊模塊接收GSM或CDMA短信，提供給微控制器單元，或接受微控 制器單元信息通過(guò)GSM或CDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)出短信。GPS全球定位模塊提供給微控制器單元全球定位數(shù)據(jù)。電壓偵測(cè)及電池平衡單元對(duì)每一串電池電壓進(jìn)行偵測(cè)，提供給微處理單元處理， 當(dāng)電池電壓出現(xiàn)不平衡，則對(duì)不平衡電池啟動(dòng)電池平衡功能。微控制器單元采集電池電壓、溫度信息，控制電池加熱模塊以及電池平衡功能； 接收按鍵控制開關(guān)信息，控制供電單元、繼電器保護(hù)開關(guān)；與上位機(jī)、GSM或CDMA通訊模塊、 GPS全球定位模塊的通訊。繼電器保護(hù)開關(guān)根據(jù)微控制器單元的指令，控制電池組的對(duì)外輸出與關(guān)閉。正極端子電池組正極電壓輸出。按鍵控制開關(guān)控制供電單元的開啟，并提供給微處理器單元檢測(cè)。狀態(tài)顯示模塊顯示電池應(yīng)急供電狀態(tài)，電芯電壓平衡狀態(tài)。上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口 專用接口，可免拆解電池，對(duì)電池進(jìn)行更新和維護(hù)。負(fù)極端子雙負(fù)極端子輸出，安裝簡(jiǎn)便。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，采用有效鋰電池組保護(hù)管理集成電路模 塊和電源管理模塊，使能安全及充分利用高能高效環(huán)保的磷酸鐵鋰電池的特性。其除循環(huán)次數(shù)較鉛酸電池多4倍外，因在汽車啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)，需要電池在瞬間提供大電流放電(400Am 以上)，而磷酸鐵鋰電池在大電流放電時(shí)，其大電流放電電壓曲線平穩(wěn)電壓降小，因而使得 車上發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可以提供比鉛酸電池較長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間。且其標(biāo)稱電壓較鉛酸電池還高 0.8v左右(電瓶電壓約為12. 8v，比較鉛酸電池電壓12v為高)，使火星塞在正時(shí)點(diǎn)火時(shí)， 可產(chǎn)生較高質(zhì)量的火花以將混合油氣較完全燃燒。如此除了可以增加引擎制動(dòng)效率，相對(duì) 省油外，還因?yàn)橛蜌馊紵^完全，可以下降車行時(shí)，所排放于空氣中的有毒氣體一氧化碳 (CO)，非甲烷烴(NMHC)及氮氧化物(NOx)的排放量，使其更能節(jié)能環(huán)保。2.本發(fā)明的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，選用了低溫遠(yuǎn)紅外線導(dǎo)電塑料氟樹脂復(fù) 合電熱膜做為加熱組件，利用其特性耐高壓、抗老化、壽命長(zhǎng)、耐潮濕、韌度高、收縮小、性能 穩(wěn)定，耐彎折、安全性高，表面溫度低，環(huán)保材料等優(yōu)點(diǎn)，配合溫度偵測(cè)及供電控制模塊，使 其能安全正當(dāng)?shù)墓ぷ鳌２⑴浜蠠o(wú)線通訊模塊控制，可于室內(nèi)下指令預(yù)先加熱，等溫度到達(dá)可 使用點(diǎn)時(shí)，再通知車主可以發(fā)動(dòng)使用，避免到寒冷戶外等候發(fā)車的痛苦。3.本發(fā)明的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，利用人性化的軟件編程設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)改 善，再加上無(wú)線通訊模塊，使其能實(shí)現(xiàn)預(yù)先警示，并以PC配上相關(guān)軟件就可以讀取電瓶?jī)?nèi) 相關(guān)信息，以利維護(hù)。更加上能提供車輛現(xiàn)在位置及遠(yuǎn)程關(guān)閉電瓶電源的通訊控制能力，使 其能成為智能型電瓶。4.本發(fā)明的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)雙負(fù)極極柱，以利于安裝 及提升各型車輛使用電瓶的兼容性。5.本發(fā)明的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，利用無(wú)線通訊模塊，使用者可發(fā)送短訊 通知車內(nèi)電瓶執(zhí)行加熱，關(guān)閉電源及提供電瓶(即車輛)所在位置的信息。如此可以在車 輛失竊時(shí)，關(guān)閉電瓶電源使其不能移動(dòng)，并通過(guò)電瓶傳回的位置信息，有利于早日尋回失竊 車輛。6.本發(fā)明的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，在車輛行駛時(shí)遇到異常狀況，利用短訊 實(shí)時(shí)提供警示，提醒車主采取適當(dāng)?shù)拇胧员苊廛囕v拋錨或產(chǎn)生更大的損失或行車意外， 并能將電瓶?jī)?nèi)狀況信息于維護(hù)時(shí)提供參考。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。其中1電池加熱模塊；2溫度偵測(cè)單元；3鋰電池組；4供電單元；5GSM或CDMA通 訊模塊；6GPS全球定位模塊；7電壓偵測(cè)及電池平衡單元；8微控制器單元；9繼電器保護(hù)開 關(guān)；11按鍵控制開關(guān)；12狀態(tài)顯示模塊；13上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口 ； 10正極端子；14 負(fù)極端子。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1所示，一種智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，它包括鋰電池組3、微控制 器單元8、電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元7、電池加熱模塊1、用于偵測(cè)電芯溫度的溫度偵測(cè) 單元2、供電單元4、GSM或CDMA通訊模塊5、GPS全球定位模塊相連接6、繼電器保護(hù)開關(guān) 9、按鍵控制開關(guān)11、狀態(tài)顯示模塊12、上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口 13、正極端子10、負(fù)極端子14等單元模塊。鋰電池組3連接電池加熱模塊1。鋰電池組3連接供電單元4，供電單元4分別連 接電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元7、微控制器單元8、GSM或CDMA通訊模塊5、GPS全球定位 模塊6、繼電器保護(hù)開關(guān)9。用于控制供電單元4開啟的按鍵控制開關(guān)11連接供電單元4， 按鍵控制開關(guān)11連接微控制器單元8。鋰電池組3連接電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元7，電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元7 與微控制器單元8相互連接。溫度偵測(cè)單元2連接微控制器單元8。微控制器單元8分別連接電池加熱模塊1、 供電單元4 ；并且，微控制器單元8分別與GSM或CDMA通訊模塊5、GPS全球定位模塊6、電 池電壓偵測(cè)及電池平衡單元7互相連接。微控制器單元8與用于顯示電池應(yīng)急供電狀態(tài)及電芯電壓平衡狀態(tài)的狀態(tài)顯示 模塊12相連接。微控制器單元8與上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口 13相連接，電池電壓偵測(cè)及電池平 衡單元7與上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口 13相連接。鋰電池組3的外接線路上設(shè)置有控制鋰電池組3對(duì)外輸出與關(guān)閉的繼電器保護(hù)開關(guān)9。鋰電池組3外接正極端子10、負(fù)極端子14，其中負(fù)極端子14包括兩個(gè)負(fù)極極柱。電池加熱模塊1的加熱組件為導(dǎo)電塑料氟樹脂復(fù)合電熱膜。啟動(dòng)電瓶?jī)?nèi)置有用戶身份識(shí)別SIM卡。本發(fā)明利用磷酸鐵鋰電池的各項(xiàng)電池優(yōu)勢(shì)，加上先進(jìn)的保護(hù)模塊及智能電源管 理，加熱控制及無(wú)線操控模塊，運(yùn)用微處理器控制并整合相關(guān)模塊功能，再加上特殊結(jié)構(gòu)處 理，使其更易換裝及維護(hù)。下面從實(shí)施例的幾個(gè)特點(diǎn)方面進(jìn)一步說(shuō)明。(一)本實(shí)施例采用磷酸鐵鋰電池，經(jīng)由單顆電池的串并聯(lián)，達(dá)到車輛(汽車、摩托 車等)所需使用標(biāo)稱電壓(12v)。并因磷酸鐵鋰電池其體積能量密度較高、體積可以較小， 故使其能取代現(xiàn)有車輛上所使用的鉛酸電瓶，并具有較高的及穩(wěn)定的電壓平臺(tái)。加上單電 池電壓及溫度偵測(cè)、平衡電路、短路保護(hù)及微處理器內(nèi)設(shè)定的保護(hù)參數(shù)點(diǎn)的設(shè)定，使得電池 過(guò)高壓、過(guò)溫度、電池電壓不平衡及短路皆能受到有效保護(hù)；并且，還可再加上節(jié)能再啟動(dòng) 開關(guān)的設(shè)計(jì)，使電瓶安全性得到更佳的保障。附加的節(jié)能開關(guān)，當(dāng)使用者忘記關(guān)閉車輛上其 它電器時(shí)，系統(tǒng)會(huì)保留一部份電量不會(huì)全部用盡，只要使用者按下電瓶上節(jié)能按鈕三秒鐘 以上，就可以重新啟動(dòng)電瓶，供車輛再發(fā)車使用。以下是鉛酸電池及磷酸鐵鋰電池的比較
權(quán)利要求一種智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于它包括鋰電池組(3)、微控制器單元(8)、電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元(7)、電池加熱模塊(1)、用于偵測(cè)電芯溫度的溫度偵測(cè)單元(2)、供電單元(4)；所述鋰電池組(3)連接電池加熱模塊(1)，鋰電池組(3)連接供電單元(4)，供電單元(4)分別連接電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元(7)、微控制器單元(8)；所述鋰電池組(3)連接電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元(7)，電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元(7)與微控制器單元(8)相互連接；溫度偵測(cè)單元(2)連接微控制器單元(8)，微控制器單元(8)分別連接電池加熱模塊(1)、供電單元(4)；鋰電池組(3)外接正極端子(10)、負(fù)極端子(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述微控制器單 元⑶與GSM或CDMA通訊模塊(5)相連接，供電單元⑷連接GSM或CDMA通訊模塊(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述微控制器單 元(8)與GPS全球定位模塊(6)相連接，供電單元(4)連接GPS全球定位模塊(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述微控制器單 元(8)與用于顯示電池應(yīng)急供電狀態(tài)及電芯電壓平衡狀態(tài)的狀態(tài)顯示模塊(12)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述微控制器單 元⑶與上位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口(13)相連接，電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元(7)與上 位機(jī)通訊與電池維護(hù)接口(13)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述供電單元(4)連接有控制供電單元(4)開啟的按鍵控制開關(guān)(11)，按鍵控制開關(guān)(11)連接微控制器單元 ⑶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述鋰電池組(3) 的外接線路上設(shè)置有控制鋰電池組(3)對(duì)外輸出與關(guān)閉的繼電器保護(hù)開關(guān)(9)，供電單元 (4)連接繼電器保護(hù)開關(guān)(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述負(fù)極端子 (14)包括兩個(gè)負(fù)極極柱。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述電池加熱模 塊(1)的加熱組件為導(dǎo)電塑料氟樹脂復(fù)合電熱膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，其特征在于所述啟動(dòng)電瓶?jī)?nèi) 置有用戶身份識(shí)別SIM卡。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能型車用鋰電池啟動(dòng)電瓶，包括鋰電池組(3)、微控制器單元(8)、電池加熱模塊(1)、供電單元(4)等；鋰電池組(3)分別連接電池加熱模塊(1)、供電單元(4)，鋰電池組(3)連接電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元(7)，電池電壓偵測(cè)及電池平衡單元(7)與微控制器單元(8)相互連接；溫度偵測(cè)單元(2)連接微控制器單元(8)，微控制器單元(8)分別連接電池加熱模塊(1)、供電單元(4)、GSM或CDMA通訊模塊(5)、GPS全球定位模塊(6)；鋰電池組(3)外接正極端子(10)、負(fù)極端子(14)。本實(shí)用新型智能程度高、高能高效、低溫使用性好，安全、節(jié)能環(huán)保，具有防盜和警示等多種功能；壽命長(zhǎng)，易維護(hù)。
文檔編號(hào)H01M10/48GK201741761SQ201020212298
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者楊斯年 申請(qǐng)人:張家港思達(dá)企業(yè)管理有限公司