本實(shí)用新型屬于汽車電池領(lǐng)域,具體而言,涉及一種可強(qiáng)制應(yīng)急點(diǎn)火的汽車啟動電池。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)在汽車的智能化發(fā)展,如行車記錄儀、衛(wèi)星導(dǎo)航儀、智能監(jiān)視器、智能啟停等車載用電設(shè)備已經(jīng)越來越多。但目前絕大多數(shù)的汽車還是采用鉛酸電池作為啟動電瓶,傳統(tǒng)的12V鉛酸電池具有循環(huán)衰減快,損害率較高,失效突發(fā)性的特點(diǎn),因此傳統(tǒng)的鉛酸電池已經(jīng)不堪重負(fù),難以應(yīng)付未來的汽車用電需求。
有時(shí)候,汽車電池會因?yàn)檐囍魍\囃涥P(guān)燈而導(dǎo)致欠電。尤其是在商務(wù)公干或自駕旅行時(shí),一旦汽車因電池欠電從而無法發(fā)動引擎,如果在沒有備用電瓶或同行車輛搭電的情況下,車主只能向保險(xiǎn)公司或警方求援,才能使車輛重新發(fā)動。這不但消耗了大量的時(shí)間,還大大影響了公務(wù)或出游的心情,費(fèi)時(shí)費(fèi)錢。而且在相對偏遠(yuǎn)的地區(qū),甚至可能涉及到人身安全。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本實(shí)用新型旨在提供一種可強(qiáng)制應(yīng)急點(diǎn)火的汽車啟動電池,具備手動應(yīng)急點(diǎn)火功能,讓汽車用戶直接擺脫因汽車電池欠電導(dǎo)致的引擎點(diǎn)火障礙。
為達(dá)到上述技術(shù)目的及效果,本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種可強(qiáng)制應(yīng)急點(diǎn)火的汽車啟動電池,包括一電池罩殼,所述電池罩殼上設(shè)置有正極觸點(diǎn)和負(fù)極觸點(diǎn),所述電池罩殼內(nèi)設(shè)置有電池組、電池監(jiān)測管理電路、過放保護(hù)開關(guān)和手動應(yīng)急開關(guān);
所述電池組的正極與所述正極觸點(diǎn)連接,所述電池組的負(fù)極與所述負(fù)極觸點(diǎn)連接;所述過放保護(hù)開關(guān)與所述電池組串聯(lián),所述電池監(jiān)測管理電路的一端與所述電池組連接,所述電池監(jiān)測管理電路的另一端與所述過放保護(hù)開關(guān)連接,所述過放保護(hù)開關(guān)受所述電池監(jiān)測管理電路控制,所述過放保護(hù)開關(guān)的斷開點(diǎn)設(shè)置在所述電池組剩余30%~60%的電量時(shí);所述手動應(yīng)急開關(guān)跨接在所述過放保護(hù)開關(guān)的兩端。
進(jìn)一步的,所述電池監(jiān)測管理電路中包括主控制芯片和均衡裝置,每個(gè)所述均衡裝置均由一個(gè)檢測芯片、均衡開關(guān)和均衡電阻組成,所述電池組中的每個(gè)電芯均連接有一個(gè)所述檢測芯片,每個(gè)所述檢測芯片分別通過一個(gè)所述均衡開關(guān)與一個(gè)所述均衡電阻連接;所述主控制芯片分別與每個(gè)所述檢測芯片連接,所述主控制芯片同時(shí)與所述過放保護(hù)開關(guān)連接。
進(jìn)一步的,所述電池組為鉛酸電池組或鋰電池組。
優(yōu)選的,若所述電池組為鉛酸電池組,考慮到點(diǎn)火功率的適應(yīng)性,所述過放保護(hù)開關(guān)的斷開點(diǎn)設(shè)置在所述電池組剩余50%~60%的電量時(shí)。
優(yōu)選的,若所述電池組為鋰電池組,所述過放保護(hù)開關(guān)的斷開點(diǎn)設(shè)置在所述電池組剩余30%~50%的電量時(shí);且在所述鋰電池組和所述過放保護(hù)開關(guān)的串聯(lián)電路中還串聯(lián)有一個(gè)過充保護(hù)開關(guān),所述過充保護(hù)開關(guān)同時(shí)與所述電池監(jiān)測管理電路連接,受所述電池監(jiān)測管理電路控制。
進(jìn)一步的,所述過充保護(hù)開關(guān)的結(jié)構(gòu)與所述過放保護(hù)開關(guān)相同,均為脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器,所述脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器由第一電感控制電路、第二電感控制電路和接觸開關(guān)組件組成,所述第一電感控制電路與所述第二電感控制電路相對設(shè)置,所述接觸開關(guān)組件設(shè)置在所述第一電感控制電路和所述第二電感控制電路之間;所述電池組同時(shí)分別為所述第一電感控制電路和所述第二電感控制電路提供激勵(lì)電流;
所述第一電感控制電路中包括有第一條形導(dǎo)體、第一勵(lì)磁線圈、第一MOS開關(guān)以及兩個(gè)第一觸點(diǎn),所述第一勵(lì)磁線圈繞制在所述第一條形導(dǎo)體上,所述第一勵(lì)磁線圈和所述第一MOS開關(guān)串聯(lián)在兩個(gè)所述第一觸點(diǎn)之間;
所述第二電感控制電路中包括有第二條形導(dǎo)體、第二勵(lì)磁線圈、第二MOS開關(guān)以及兩個(gè)第二觸點(diǎn),所述第二勵(lì)磁線圈繞制在所述第二條形導(dǎo)體上,所述第二勵(lì)磁線圈和所述第二MOS開關(guān)串聯(lián)在兩個(gè)所述第二觸點(diǎn)之間;
所述接觸開關(guān)組件包括一根可在所述第一條形導(dǎo)體與所述第二條形導(dǎo)體之間來回移動的永磁鐵、一對與兩個(gè)所述第一觸點(diǎn)對應(yīng)的第一輔助觸點(diǎn)以及一對與兩個(gè)所述第二觸點(diǎn)對應(yīng)的第二輔助觸點(diǎn);
所述第一MOS開關(guān)和所述第二MOS開關(guān)分別與所述電池監(jiān)測管理電路中的所述主控制芯片連接。
本實(shí)用新型的工作原理如下:
預(yù)先對電池監(jiān)測管理電路中的主控制芯片進(jìn)行設(shè)定,將過放保護(hù)開關(guān)的斷開點(diǎn)(過放保護(hù)點(diǎn))設(shè)置在電池組剩余30%~50%電量的時(shí)候,即采取50%~70%DOD(DOD表示放電深度,50%~70%DOD表示電池組每次放電放出的電量是其最大容量的50%~60%)。若電池組為傳統(tǒng)鉛酸電池,由于其自身特性,只需設(shè)置過放保護(hù)開關(guān)即可,若電池組為鋰電池,則除了過放保護(hù)開關(guān),還需設(shè)置一個(gè)過充保護(hù)開關(guān)。
在本實(shí)用新型汽車啟動電池的使用過程中,過放保護(hù)開關(guān)和過充保護(hù)開關(guān)(傳統(tǒng)鉛酸電池組只含有過放保護(hù)開關(guān))處于閉合狀態(tài),主電路導(dǎo)通,手動應(yīng)急開關(guān)處于斷開狀態(tài),應(yīng)急電路斷開,電池監(jiān)測管理電路中的檢測芯片則對電池組中每個(gè)電芯的電壓、溫度和電量進(jìn)行實(shí)檢測。當(dāng)電池組中的某個(gè)電芯出現(xiàn)一致性偏差時(shí),該電芯上的檢測芯片就會啟動對應(yīng)的均衡電阻,進(jìn)行100~200mA的均衡,平衡該電芯的一致性。當(dāng)電池組的電量因車主停車后忘關(guān)車燈等原因低于所設(shè)定的過放保護(hù)點(diǎn)時(shí),檢測芯片將信號發(fā)送給主控制芯片,由主控制芯片控制過放保護(hù)開關(guān)斷開,電池組立刻受到斷路保護(hù),停止向車載用電設(shè)備供電,防止深度放電。電池組中剩余的30%~50%電量則是作為應(yīng)急儲備用電,當(dāng)需要啟動汽車引擎時(shí),車主只需閉合手動應(yīng)急開關(guān),接通應(yīng)急供電線路,即可使用電池組中剩余的30%~50%電量為汽車引擎進(jìn)行點(diǎn)火。
當(dāng)車輛發(fā)動后,電池組即刻受到充電電流,電池監(jiān)測管理電路隨即控制過放保護(hù)器重新閉合,車主也需立即斷開手動應(yīng)急開關(guān),汽車發(fā)動機(jī)則通過應(yīng)急電路為欠電的電池組進(jìn)行充電,此時(shí)過充保護(hù)開關(guān)則可為電池組提供過充保護(hù)。若電池組中的電芯出現(xiàn)過充情況,對應(yīng)的檢測芯片將信號發(fā)送給主控制芯片,由主控制芯片控制過充保護(hù)開關(guān)斷開,電池組立刻受到斷路保護(hù),停止汽車引擎向電池組的充電。
本實(shí)用新型的有益效果如下:
本實(shí)用新型在電池監(jiān)測管理電路正常管理電池組的基礎(chǔ)上,還在電池組剩余30%~60%的電量時(shí)增設(shè)了主動的斷路保護(hù),以保存一部分電量用于手動應(yīng)急處理。這不僅可以保護(hù)電池不因深度放電而損壞,使電池的使用壽命有了保證,而且可以在因車主疏忽導(dǎo)致電池欠電的情況下,通過手動應(yīng)急開關(guān)進(jìn)行應(yīng)急點(diǎn)火,避免了道路救援費(fèi)時(shí)費(fèi)錢的麻煩。
本實(shí)用新型的過放保護(hù)開關(guān)和過充保護(hù)開關(guān)均采用的是脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器,這是因?yàn)槠噯狱c(diǎn)火環(huán)境極其惡劣,伴隨著大電流和高電壓,因此控制開關(guān)必須是如繼電器之類的機(jī)械開關(guān)。如本申請人在先申請的“一種基于機(jī)械H橋的雙穩(wěn)態(tài)磁保持橋式脫離繼電器(專利號:ZL201620212815.0)”,這種繼電器可通過接觸開關(guān)組件進(jìn)行轉(zhuǎn)相換位,致使繼電器可以處于兩個(gè)不同的穩(wěn)態(tài);而且這種繼電器屬于瞬間激勵(lì),不需要過多考慮電路的承載能力和線圈的過載能力,在使用中線圈不會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,從根本導(dǎo)航杜絕了線圈發(fā)熱的問題。
本實(shí)用新型的電池組采用了鋰電池,鋰電池的特性有別于傳統(tǒng)鉛酸電池,鋰電池的壽命不再是突發(fā)性終止,而是慢損壞,循環(huán)衰減速度遠(yuǎn)小于鉛酸電池,可長期支持使用。經(jīng)試驗(yàn)預(yù)計(jì),本實(shí)用新型的汽車啟動電池的使用壽命可超過10年,可支持20~50萬次的點(diǎn)火。
本實(shí)用新型的電池罩殼與現(xiàn)有汽車電瓶的尺寸標(biāo)準(zhǔn)完全一致,而且除了正負(fù)電極之外,整個(gè)電池罩殼上沒有其余接口,用戶可以直接將現(xiàn)有鉛酸電池進(jìn)行替換,無需對車輛進(jìn)行改動。
上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段,并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施,以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型,并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實(shí)用新型的電池監(jiān)測管理電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本實(shí)用新型的脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例,來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
實(shí)施例 1
參見圖1和圖3所示,一種可強(qiáng)制應(yīng)急點(diǎn)火的汽車啟動電池,包括一電池罩殼1,所述電池罩殼1上設(shè)置有正極觸點(diǎn)2和負(fù)極觸點(diǎn)3,所述電池罩殼1內(nèi)設(shè)置有電池組4、電池監(jiān)測管理電路5、過放保護(hù)開關(guān)6和手動應(yīng)急開關(guān)7;
所述電池組4為鉛酸電池,所述電池組4的正極與所述正極觸點(diǎn)2連接,所述電池組4的負(fù)極與所述負(fù)極觸點(diǎn)3連接;所述過放保護(hù)開關(guān)6與所述電池組4串聯(lián),所述電池監(jiān)測管理電路5的一端與所述電池組4連接,所述電池監(jiān)測管理電路5的另一端與所述過放保護(hù)開關(guān)6連接,所述過放保護(hù)開關(guān)6受所述電池監(jiān)測管理電路5控制,可在所述電池組4剩余50%~60%的電量時(shí)斷開,對所述電池組4實(shí)施斷路保護(hù);所述手動應(yīng)急開關(guān)7跨接在所述過放保護(hù)開關(guān)6的兩端,當(dāng)所述電池組4被斷路保護(hù)后而有需要發(fā)動引擎時(shí),可手動開啟所述手動應(yīng)急開關(guān)7,接通應(yīng)急電路。
進(jìn)一步的,所述電池監(jiān)測管理電路5中包括主控制芯片51和均衡裝置,每個(gè)所述均衡裝置均由一個(gè)檢測芯片52、均衡開關(guān)53和均衡電阻54組成,所述電池組4中的每個(gè)電芯均連接有一個(gè)所述檢測芯片52,每個(gè)所述檢測芯片52分別通過一個(gè)所述均衡開關(guān)53與一個(gè)所述均衡電阻54連接;所述主控制芯片51分別與每個(gè)所述檢測芯片52連接,所述主控制芯片51同時(shí)與所述過放保護(hù)開關(guān)6連接。
進(jìn)一步的,所述過放保護(hù)開關(guān)6為脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器,所述脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器由第一電感控制電路、第二電感控制電路和接觸開關(guān)組件組成,所述第一電感控制電路與所述第二電感控制電路相對設(shè)置,所述接觸開關(guān)組件設(shè)置在所述第一電感控制電路和所述第二電感控制電路之間;所述電池組4同時(shí)分別為所述第一電感控制電路和所述第二電感控制電路提供激勵(lì)電流;
所述第一電感控制電路中包括有第一條形導(dǎo)體11、第一勵(lì)磁線圈12、第一MOS開關(guān)14以及兩個(gè)第一觸點(diǎn)15,所述第一勵(lì)磁線圈12繞制在所述第一條形導(dǎo)體11上,所述第一勵(lì)磁線圈12和所述第一MOS開關(guān)14串聯(lián)在兩個(gè)所述第一觸點(diǎn)15之間;
所述第二電感控制電路中包括有第二條形導(dǎo)體21、第二勵(lì)磁線圈22、第二MOS開關(guān)24以及兩個(gè)第二觸點(diǎn)25,所述第二勵(lì)磁線圈22繞制在所述第二條形導(dǎo)體21上,所述第二勵(lì)磁線圈22和所述第二MOS開關(guān)24串聯(lián)在兩個(gè)所述第二觸點(diǎn)25之間;
所述接觸開關(guān)組件包括一根可在所述第一條形導(dǎo)體11與所述第二條形導(dǎo)體21之間來回移動的永磁鐵、一對與兩個(gè)所述第一觸點(diǎn)15對應(yīng)的第一輔助觸點(diǎn)31以及一對與兩個(gè)所述第二觸點(diǎn)25對應(yīng)的第二輔助觸點(diǎn)32;
所述第一MOS開關(guān)14和所述第二MOS開關(guān)24分別與所述電池監(jiān)測管理電路5中的所述主控制芯片51連接。
實(shí)施例 2
參見圖2和圖3所示,一種可強(qiáng)制應(yīng)急點(diǎn)火的汽車啟動電池,包括一電池罩殼1,所述電池罩殼1上設(shè)置有正極觸點(diǎn)2和負(fù)極觸點(diǎn)3,所述電池罩殼1內(nèi)設(shè)置有電池組4、電池監(jiān)測管理電路5、過放保護(hù)開關(guān)6、手動應(yīng)急開關(guān)7和過充保護(hù)開關(guān)8;
所述電池組4為鋰電池,所述電池組4的正極與所述正極觸點(diǎn)2連接,所述電池組4的負(fù)極與所述負(fù)極觸點(diǎn)3連接;所述過放保護(hù)開關(guān)6與所述電池組4、所述過充保護(hù)開關(guān)8串聯(lián),所述電池監(jiān)測管理電路5的一端與所述電池組4連接,所述電池監(jiān)測管理電路5的另一端分別與所述過放保護(hù)開關(guān)6和所述過充保護(hù)開關(guān)8連接;所述過放保護(hù)開關(guān)6受所述電池監(jiān)測管理電路5控制,可在所述電池組4剩余30%~50%的電量時(shí)斷開,對所述電池組4實(shí)施斷路保護(hù);所述過充保護(hù)開關(guān)8受所述電池監(jiān)測管理電路5控制,對所述電池組4實(shí)施過充保護(hù);所述手動應(yīng)急開關(guān)7跨接在所述過放保護(hù)開關(guān)6的兩端,當(dāng)所述電池組4被斷路保護(hù)后而有需要發(fā)動引擎時(shí),可手動開啟所述手動應(yīng)急開關(guān)7,接通應(yīng)急電路。
進(jìn)一步的,所述電池監(jiān)測管理電路5中包括主控制芯片51和均衡裝置,每個(gè)所述均衡裝置均由一個(gè)檢測芯片52、均衡開關(guān)53和均衡電阻54組成,所述電池組4中的每個(gè)電芯均連接有一個(gè)所述檢測芯片52,每個(gè)所述檢測芯片52分別通過一個(gè)所述均衡開關(guān)53與一個(gè)所述均衡電阻54連接;所述主控制芯片51分別與每個(gè)所述檢測芯片52連接,所述主控制芯片51同時(shí)與所述過放保護(hù)開關(guān)6和所述過充保護(hù)開關(guān)8連接。
進(jìn)一步的,所述過放保護(hù)開關(guān)6和所述過充保護(hù)開關(guān)8均為脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器,所述脫橋式雙穩(wěn)態(tài)繼電器由第一電感控制電路、第二電感控制電路和接觸開關(guān)組件組成,所述第一電感控制電路與所述第二電感控制電路相對設(shè)置,所述接觸開關(guān)組件設(shè)置在所述第一電感控制電路和所述第二電感控制電路之間;所述電池組4同時(shí)分別為所述第一電感控制電路和所述第二電感控制電路提供激勵(lì)電流;
所述第一電感控制電路中包括有第一條形導(dǎo)體11、第一勵(lì)磁線圈12、第一MOS開關(guān)14以及兩個(gè)第一觸點(diǎn)15,所述第一勵(lì)磁線圈12繞制在所述第一條形導(dǎo)體11上,所述第一勵(lì)磁線圈12和所述第一MOS開關(guān)14串聯(lián)在兩個(gè)所述第一觸點(diǎn)15之間;
所述第二電感控制電路中包括有第二條形導(dǎo)體21、第二勵(lì)磁線圈22、第二MOS開關(guān)24以及兩個(gè)第二觸點(diǎn)25,所述第二勵(lì)磁線圈22繞制在所述第二條形導(dǎo)體21上,所述第二勵(lì)磁線圈22和所述第二MOS開關(guān)24串聯(lián)在兩個(gè)所述第二觸點(diǎn)25之間;
所述接觸開關(guān)組件包括一根可在所述第一條形導(dǎo)體11與所述第二條形導(dǎo)體21之間來回移動的永磁鐵、一對與兩個(gè)所述第一觸點(diǎn)15對應(yīng)的第一輔助觸點(diǎn)31以及一對與兩個(gè)所述第二觸點(diǎn)25對應(yīng)的第二輔助觸點(diǎn)32;
所述第一MOS開關(guān)14和所述第二MOS開關(guān)24分別與所述電池監(jiān)測管理電路5中的所述主控制芯片51連接。
本實(shí)用新型的工作原理如下:
預(yù)先對電池監(jiān)測管理電路中的主控制芯片進(jìn)行設(shè)定,將過放保護(hù)開關(guān)的斷開點(diǎn)(過放保護(hù)點(diǎn))設(shè)置在電池組剩余30%~50%電量的時(shí)候,即采取50%~70%DOD(DOD表示放電深度,50%~70%DOD表示電池組每次放電放出的電量是其最大容量的50%~60%)。若電池組為傳統(tǒng)鉛酸電池,由于其自身特性,只需設(shè)置過放保護(hù)開關(guān)即可,若電池組為鋰電池,則除了過放保護(hù)開關(guān),還需設(shè)置一個(gè)過充保護(hù)開關(guān)。
在本實(shí)用新型汽車啟動電池的使用過程中,過放保護(hù)開關(guān)和過充保護(hù)開關(guān)(傳統(tǒng)鉛酸電池組只含有過放保護(hù)開關(guān))處于閉合狀態(tài),主電路導(dǎo)通,手動應(yīng)急開關(guān)處于斷開狀態(tài),應(yīng)急電路斷開,電池監(jiān)測管理電路中的檢測芯片則對電池組中每個(gè)電芯的電壓、溫度和電量進(jìn)行實(shí)檢測。當(dāng)電池組中的某個(gè)電芯出現(xiàn)一致性偏差時(shí),該電芯上的檢測芯片就會啟動對應(yīng)的均衡電阻,進(jìn)行100~200mA的均衡,平衡該電芯的一致性。當(dāng)電池組的電量因車主停車后忘關(guān)車燈等原因低于所設(shè)定的過放保護(hù)點(diǎn)時(shí),檢測芯片將信號發(fā)送給主控制芯片,由主控制芯片控制過放保護(hù)開關(guān)斷開,電池組立刻受到斷路保護(hù),停止向車載用電設(shè)備供電,防止深度放電。電池組中剩余的30%~50%電量則是作為應(yīng)急儲備用電,當(dāng)需要啟動汽車引擎時(shí),車主只需閉合手動應(yīng)急開關(guān),接通應(yīng)急供電線路,即可使用電池組中剩余的30%~50%電量為汽車引擎進(jìn)行點(diǎn)火。
當(dāng)車輛發(fā)動后,電池組即刻受到充電電流,電池監(jiān)測管理電路隨即控制過放保護(hù)器重新閉合,車主也需立即斷開手動應(yīng)急開關(guān),汽車發(fā)動機(jī)則通過應(yīng)急電路為欠電的電池組進(jìn)行充電,此時(shí)過充保護(hù)開關(guān)則可為電池組提供過充保護(hù)。若電池組中的電芯出現(xiàn)過充情況,對應(yīng)的檢測芯片將信號發(fā)送給主控制芯片,由主控制芯片控制過充保護(hù)開關(guān)斷開,電池組立刻受到斷路保護(hù),停止汽車引擎向電池組的充電。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。