本實(shí)用新型屬于新能源領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于24V鋰電池與車載12V鉛酸電池的雙向互充系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

24V電壓鋰電池是市場(chǎng)上多款鋰電電動(dòng)車(例如某些電動(dòng)二輪代步車、電動(dòng)滑板車)的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓，而普通家用汽車的點(diǎn)煙器接口為12V電壓。輕便型電動(dòng)車很多是采用24V鋰電池，且便于放置于家用汽車中進(jìn)行攜帶和保持，作為汽車伴侶。特別是有些電動(dòng)車的鋰電電池組還可以從電動(dòng)車拆卸下來，更便于放置于家用汽車中。

目前，輕便型電動(dòng)車與汽車沒有相互電荷交互接口。例如在希望汽車持續(xù)提供空調(diào)時(shí)，又不希望車內(nèi)鉛酸電池耗電過多時(shí)，通過本實(shí)用新型的裝置利用鋰電池電動(dòng)車的電量為汽車持續(xù)提供電量；此外，當(dāng)鋰電池電動(dòng)車放置于汽車上時(shí)，希望通過本實(shí)用新型的裝置利用汽車車內(nèi)鉛酸電池能夠給鋰電池進(jìn)行充電。

目前尚沒有鋰電池與車載鉛酸電池的雙向互充系統(tǒng)。如果對(duì)電動(dòng)車的鋰電池充電需要使用外置充電器進(jìn)行，而沒有通過連接汽車點(diǎn)煙器對(duì)電動(dòng)車鋰電池直接進(jìn)行充電的系統(tǒng)；另一個(gè)角度，希望通過電動(dòng)車鋰電池對(duì)汽車鉛酸電池進(jìn)行電量續(xù)航也沒有這樣的接口。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種用于24V鋰電池與車載12V鉛酸電池的雙向互充系統(tǒng)，特別是當(dāng)傳統(tǒng)小型汽車與鋰電池電動(dòng)助力車形成“伴侶”關(guān)系時(shí)，通過點(diǎn)煙器口使用車載12V電壓給24V電動(dòng)車鋰電池進(jìn)行充電，反過來也可以通過點(diǎn)煙器口使用24V電動(dòng)車鋰電池給車載12V鉛酸電池進(jìn)行充電。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種用于24V鋰電池與車載12V鉛酸電池的雙向互充系統(tǒng)，汽車點(diǎn)煙器接口引出車載12V鉛酸電池12V電壓信號(hào)線，所述鉛酸電池12V電壓信號(hào)線接外置適配器，所述外置適配器上的開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道的選擇，第一通道為所述鉛酸電池給所述鋰電池充電的通道，第二通道為所述鋰電池給所述鉛酸電池充電的通道；第一通道的充電由所述鉛酸電池升壓到29V/2A進(jìn)行先恒流再恒壓給所述鋰電池進(jìn)行充電，第二通道的充電由所述鋰電池降壓到14V/5A進(jìn)行先恒流再恒壓給鉛酸電池進(jìn)行充電；

所述外置適配器與所述鋰電池電池箱之間通過三根線進(jìn)行連接，所述三根線分別為充鉛酸線、充鋰電線、地線；

所述鋰電池箱通過一梅花插座對(duì)應(yīng)的三芯插頭與所述外置適配器一端相連，所述三芯插頭的第1腳連接到所述外置適配器中降壓通路模塊的“LiDischarge_24V”信號(hào)線，所述三芯插頭的第3腳連接到第三同步三刀雙擲開關(guān)中的第2腳，所述三芯插頭的第2腳連接到所述外置適配器中升壓通路模塊的“ChargeLi_28.8V_2A”信號(hào)線；

所述車載鉛酸電池通過與左端點(diǎn)煙器插口對(duì)應(yīng)的點(diǎn)煙器插頭與所述外置適配器另外一端相連，其中所述點(diǎn)煙器插頭的正極第2腳連接到第一同步三刀雙擲開關(guān)的第2腳，所述點(diǎn)煙器插頭的負(fù)極第1腳連接到第二同步三刀雙擲開關(guān)的第2腳；

所述第一同步三刀雙擲開關(guān)的第3腳連接到降壓通路模塊輸出端“VOUT_24V_5A”信號(hào)線，所述第一同步三刀雙擲開關(guān)的第1腳連接到升壓通路模塊輸入端“Vin_12V”信號(hào)線；所述第二同步三刀雙擲開關(guān)的第3腳連接到降壓通路模塊的“GND_SLe”信號(hào)線，所述第二同步三刀雙擲開關(guān)的第1腳連接到升壓通路模塊的“GND1”信號(hào)線；所述第三同步三刀雙擲開關(guān)的第3腳連接到降壓通路模塊的“GND2”信號(hào)線，所述第三同步三刀雙擲開關(guān)的第1腳連接到升壓通路模塊的“GND_SLi”信號(hào)線；三個(gè)同步三刀雙擲開關(guān)中的三刀是同步的，當(dāng)操作開關(guān)時(shí)，三個(gè)同步三刀雙擲開關(guān)的公共端第2腳分別同時(shí)接通對(duì)應(yīng)開關(guān)的接觸端的第3腳或者第1腳，從而實(shí)現(xiàn)在“鉛酸充鋰電”和“鋰電充鉛酸”之間的功能切換。

根據(jù)本實(shí)用新型的雙向互充系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車載鉛酸電池與電動(dòng)車鋰電池之間的雙向互充，從而解決了電動(dòng)汽車充電不便的問題，方便了用戶的使用，增加了電動(dòng)汽車的適用性，從而提升了汽車與電動(dòng)車的功能。

本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型用于24V鋰電池與車載12V鉛酸電池的雙向互充系統(tǒng)框圖

圖2為外置適配器的框圖

圖3為降壓通路的電路原理圖

圖4為升壓通路的電路原理圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好地說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖中相同或相似的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件；在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，若有術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

如圖1所示，首先在鉛酸電池一側(cè)，例如通過汽車上已有的點(diǎn)煙器接口(如后備箱點(diǎn)煙器接口)引出鉛酸電池12伏特電壓信號(hào)線，接到外置適配器上。

外置適配器上的開關(guān)通過1個(gè)同步(或叫做聯(lián)動(dòng))三刀雙擲開關(guān)(S1器件)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道的選擇，即一個(gè)通道是由12V鉛酸電池升壓到29V2A進(jìn)行先恒流再恒壓給鋰電池充電的通道，另外一個(gè)通道是由24V鋰電池降壓到14V5A進(jìn)行先恒流再恒壓給鉛酸電池充電的通道。兩個(gè)通道不能同時(shí)工作。

外置適配器與鋰電池電池箱之間通過三根線進(jìn)行連接，即充鉛酸線、充鋰電線、地線。這樣做的原因在于鋰電池內(nèi)部電路常需要區(qū)分鋰電池放電線路和鋰電池充電線路。

如圖2所示，鋰電池箱通過與如圖1右端的“三口插座”與本實(shí)用新型的外置適配器一端相連。圖2中三芯插頭(P2)的第1腳連接到降壓通路的“LiDischarge_24V”端口，對(duì)應(yīng)圖1右端的“三口插座”的“充鉛酸”線和圖3左端標(biāo)注“鋰電放電”的“LiDischarge_24V”信號(hào)線；圖2中三芯插頭(P2)的第3腳連接到同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第三個(gè)雙擲開關(guān)(即SW-SPDT(3))的第3-2腳(即開關(guān)公共端)，對(duì)應(yīng)圖1右端的“三口插座”的“地線”；圖2中三芯插頭(P2)的第2腳連接到升壓通路的“ChargeLi_28.8V_2A”端口，對(duì)應(yīng)圖1右端的“三口插座”的“充鋰電”線和圖4右端標(biāo)注“充鋰電線”的“ChargeLi_28.8V_2A”信號(hào)線；

車載鉛酸電池通過與如圖1左端點(diǎn)煙器插口對(duì)應(yīng)的點(diǎn)煙器插頭與本實(shí)用新型的外置適配器另外一端相連。圖2中點(diǎn)煙器插頭(P1)的正極第2腳連接到同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第一個(gè)雙擲開關(guān)(即SW-SPDT(1))的第1-2腳(即開關(guān)公共端)，對(duì)應(yīng)圖1中左端的點(diǎn)煙器插頭的“鉛酸正線”；圖2中點(diǎn)煙器插頭(P1)的負(fù)極第1腳連接到同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第二個(gè)雙擲開關(guān)(即SW-SPDT(2))的第2-2腳(即開關(guān)公共端)，對(duì)應(yīng)圖1中左端的點(diǎn)煙器插頭的“鉛酸負(fù)線”。

圖2中同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第一個(gè)雙擲開關(guān)(SW-SPDT(1))的第1-3腳與降壓通路的“VOUT_24V_5A”輸出端連接，對(duì)應(yīng)圖3中右端“VOUT_24V_5A”信號(hào)線，而圖2中同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第一個(gè)雙擲開關(guān)(SW-SPDT(1))的第1-1腳連接到升壓通路的“Vin_12V”輸入端，對(duì)應(yīng)圖4中左端“Vin_12V”信號(hào)線；

圖2中同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第二個(gè)雙擲開關(guān)(SW-SPDT(2))的第2-3腳連接到降壓通路“GND_SLe”端口，對(duì)應(yīng)圖3右端“GND_SLe”信號(hào)線；而圖2中同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第二個(gè)雙擲開關(guān)(SW-SPDT (2))的第2-1腳連接到升壓通路的“GND1”端口，對(duì)應(yīng)圖4左端“GND1”信號(hào)線。

圖2中同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第三個(gè)雙擲開關(guān)(SW-SPDT(2))的第3-3腳連接到降壓通路“GND2”端口，對(duì)應(yīng)圖3中左端“GND2”信號(hào)線；而圖2中同步三刀雙擲開關(guān)(S1器件)內(nèi)嵌的第三個(gè)雙擲開關(guān)(SW-SPDT(2))的第3-1腳連接到升壓通路的“GND_SLi”端口，對(duì)應(yīng)圖4中右端“GND_SLi”信號(hào)線。

這里注意，同步三刀雙擲開關(guān)S1中的三刀是同步的，也就是說當(dāng)操作開關(guān)時(shí)，三個(gè)開關(guān)SW-SPDT(1)、SW-SPDT(2)和SW-SPDT(3)的公共端第2腳分別同時(shí)接通對(duì)應(yīng)開關(guān)的接觸端第3腳或者第1腳，因此開關(guān)S1實(shí)現(xiàn)的是在“鉛酸充鋰電”和“鋰電充鉛酸”之間的功能切換。

圖2中降壓通路模塊的主要功能是：將鋰電池提供的28V左右電壓，按照先以約5安培恒流方式再14.4伏特恒壓的方式，對(duì)鉛酸電池進(jìn)行充電。同理，圖2中升壓通路模塊的主要功能是：將鉛酸電池提供的12V左右電壓，按照先以約2安培恒流方式再29.2伏特恒壓的方式，對(duì)(7節(jié)串聯(lián)的)鋰電池進(jìn)行充電。需要指出的是，降壓通路模塊和升壓通路模塊可以有多種實(shí)現(xiàn)方案，但是由于存在恒流恒壓的功能，因此當(dāng)降壓通路模塊、升壓通路模塊、鉛酸電池以及鋰電池的電路不能夠“共地信號(hào)”，因此利用同步三刀雙擲開關(guān)S1進(jìn)行切換。

如圖3所示，降壓通路的工作流程為：7節(jié)串聯(lián)鋰電池的28V左右電壓加在“LiDischarge_24V”信號(hào)線上，此時(shí)鋰電池接入的放電地信號(hào)線為“GND2”，而鋰電池的能量經(jīng)過DC-DC降壓電源芯片XL4016及其周邊電路后最終通過“VOUT_14V_5A”信號(hào)線及“GND_SLe”地信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛酸電池正負(fù)段的恒壓恒流的充電操作。

如圖4所示，升壓通路的工作流程為：鉛酸電池的12V左右電壓加在“Vin_12V”信號(hào)線上，此時(shí)鉛酸電池接入的放電地信號(hào)為“GND1”，對(duì)于鉛酸電池的能量，經(jīng)過DC-DC升壓電源芯片LM3478和放大器芯片LM321及它們周邊電路后最終通過“ChargeLi_28.8V_2A”信號(hào)線及“GND_SLi”地信號(hào)線以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電電池正負(fù)段的恒壓恒流的充電操作。

根據(jù)本實(shí)用新型的雙向互充系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車載鉛酸電池與電動(dòng)車鋰電池之間的雙向互充，從而解決了電動(dòng)汽車充電不便的問題，方便了用戶的使用，增加了電動(dòng)汽車的適用性，從而提升了汽車與電動(dòng)車的功能。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。

對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則的內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍的內(nèi)。