本實(shí)用新型涉及電力電子和新能源技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種車載智能后備電源。
背景技術(shù):
隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,鋰電池的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,比如智能手機(jī)、MP3、MP4、照相機(jī)等小型電子設(shè)備,以及,后備電池、新能源汽車、光伏、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)等。
目前,市場(chǎng)上常用的后備電源大多采用鉛酸電池供能,故而存在體積大、重量大、移動(dòng)不便、低溫特性差、壽命短等缺點(diǎn)。與鉛酸電池相比,鋰電池重量較輕、體積較小、壽命較長(zhǎng)。具體來(lái)說(shuō),鋰電池的重量約為普通鉛酸電池的五分之一到四分之一,體積約為普通鉛酸電池的三分之一,壽命約為普通鉛酸電池的3~5倍。并且,鋰電池能夠滿足大電流放電、大的瞬間輸出功率的要求。
鑒于此,現(xiàn)有技術(shù)亟需一種體積小、壽命長(zhǎng)、能滿足大電流充電要求的新的后備電源。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提出一種車載智能后備電源,以替代原有的以鉛酸電池為核心的后備電源,從而能夠滿足現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于體積小、壽命長(zhǎng)且智能化的后備電源的需求。
本實(shí)用新型提供了一種車載智能后備電源,包括:充電模塊、鋰電池模塊、控制模塊、輸出模塊、顯示模塊;
所述充電模塊與鋰電池模塊、控制模塊分別相連,用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并將所述直流電供給鋰電池模塊、控制模塊;
所述鋰電池模塊與輸出模塊相連,用于儲(chǔ)能、并通過(guò)所述輸出模塊對(duì)外供電;
所述控制模塊與鋰電池模塊、輸出模塊、顯示模塊分別相連,用于監(jiān)測(cè)鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù),并根據(jù)所述狀態(tài)參數(shù)生成輸出控制信號(hào)、顯示控制信號(hào),并將輸出控制信號(hào)輸出至輸出模塊、將顯示控制信號(hào)輸出至顯示模塊;其中,所述狀態(tài)參數(shù)包括:電流、電壓、溫度、電量;所述輸出控制信號(hào)包括:閉合控制信號(hào)、關(guān)斷控制信號(hào);
所述輸出模塊用于根據(jù)所述輸出控制信號(hào)對(duì)外供電;所述顯示模塊用于根據(jù)所述顯示控制信號(hào)進(jìn)行顯示。
優(yōu)選的,所述充電模塊將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,具體為:所述充電模塊將220V的交流電轉(zhuǎn)換為29.2V的直流電。
優(yōu)選的,所述電源模塊包括:并聯(lián)的M個(gè)電池單元;所述電池單元包括:N個(gè)單體鋰電池、N個(gè)溫度傳感器、電流傳感器;其中,N個(gè)溫度傳感器與N個(gè)單體鋰電池一一對(duì)應(yīng)相連,用于分別測(cè)量單體鋰電池的溫度;所述電流傳感器用于測(cè)量所述電池單元的充放電電流。
優(yōu)選的,M=3,N=8。
優(yōu)選的,所述控制模塊包括:輔助電源、DSP電路、驅(qū)動(dòng)電路;
所述輔助電源的輸入端與充電模塊、電源模塊相連,所述輔助電源的輸出端與DSP電路相連,用于為DSP電路供電;
所述DSP電路用于根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù)生成第一指示信號(hào)、第二指示信號(hào),并將第一、二指示信號(hào)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路;
所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)第一指示信號(hào)生成輸出控制信號(hào),并將所述輸出控制信號(hào)發(fā)送至所述輸出模塊;所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)第二指示信號(hào)生成顯示控制信號(hào),并將所述顯示控制信號(hào)輸出至所述顯示模塊。
優(yōu)選的,所述顯示模塊包括:S個(gè)并聯(lián)的顯示單元;所述顯示單元由限流電阻、二極管串聯(lián)而成;其中,限流電阻的一端與直流3.3V的電壓相連,限流電阻的另一端與二極管的正極相連;二極管的負(fù)極與所述顯示控制信號(hào)相連。
優(yōu)選的,S=19。
優(yōu)選的,所述輸出模塊包括:M個(gè)并聯(lián)的直流接觸器、保險(xiǎn)管、對(duì)外供電正極接口、對(duì)外供電負(fù)極接口;其中,所述直流接觸器根據(jù)接收的閉合控制信號(hào)接通電路,以及根據(jù)接收的關(guān)斷控制信號(hào)斷開(kāi)電路;
M個(gè)直流接觸器的輸入端與M個(gè)電池單元的正極輸出端一一對(duì)應(yīng)相連,M個(gè)直流接觸器的輸出端與所述保險(xiǎn)管的輸入端相連,所述保險(xiǎn)管的輸出端與對(duì)外供電正極接口相連;M個(gè)電池單元的負(fù)極輸出端與所述對(duì)外供電負(fù)極接口相連。
在本實(shí)用新型中,車載智能后備電源包括:充電模塊、鋰電池模塊、控制模塊、輸出模塊、顯示模塊。其中,充電模塊用于為鋰電池模塊、控制模塊供電;鋰電池模塊用于儲(chǔ)能、并通過(guò)所述輸出模塊對(duì)外供電;控制模塊用于監(jiān)測(cè)鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù),并根據(jù)所述狀態(tài)參數(shù)生成輸出控制信號(hào)、顯示控制信號(hào),并將輸出控制信號(hào)輸出至輸出模塊、將顯示控制信號(hào)輸出至顯示模塊;所述輸出模塊用于根據(jù)所述輸出控制信號(hào)對(duì)外供電。本實(shí)用新型的后備電源能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、顯示鋰電池模塊的狀態(tài),并根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)對(duì)外供電。這樣一來(lái),提高了電源的安全性能以及智能化水平。進(jìn)一步地,通過(guò)選用鋰電池構(gòu)成鋰電池模塊,使得后備電源的體積小、重量輕,且能滿足大電流充電要求
附圖說(shuō)明
通過(guò)以下參照附圖而提供的具體實(shí)施方式部分,本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加容易理解,在附圖中:
圖1是示出的車載智能后備電源的結(jié)構(gòu)組成示意圖;
圖2是示出的鋰電池模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖;
圖3是示出的控制模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖;
圖4是示出的顯示模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖;
圖5是示出的輸出模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖;
100、充電模塊;200、鋰電池模塊;300、控制模塊;400、輸出模塊;500、顯示模塊;201、第一電池單體;202、第二電池單體;203、第三電池單體;301、輔助電源;302、DSP電路;303、驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對(duì)示例性實(shí)施方式的描述僅僅是出于示范目的,而絕不是對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用或用法的限制。
針對(duì)現(xiàn)有的采用鉛酸電池供能的后備電源的缺陷,本實(shí)用新型提出了一種采用鋰電池功能的車載智能后備電源。該車載智能后備電源具有體積小、重量輕、安裝方便、智能化等優(yōu)點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的車載智能后備電源進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1示出了本實(shí)用新型中的車載智能后備電源的結(jié)構(gòu)組成示意圖。從圖1可見(jiàn),該后備電源具體包括:充電模塊100、鋰電池模塊200、控制模塊300、輸出模塊400、顯示模塊500。
充電模塊100與鋰電池模塊200、控制模塊300分別相連,用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并將所述直流電供給鋰電池模塊200、控制模塊300。較佳的,充電模塊100可選用鋰電專用充電器,其供電電壓為交流220V,輸出電壓為直流29.2V,額定充電電流為1A。
鋰電池模塊200與輸出模塊400相連,用于儲(chǔ)能、并通過(guò)輸出模塊400對(duì)外供電。另外,鋰電池模塊200還與控制模塊300相連,用于為控制模塊供電。
圖2示出了一個(gè)具體實(shí)施例中鋰電池模塊的組成示意圖。從圖2可見(jiàn),鋰電池模塊200包括三個(gè)電池單元,具體為第一電池單元201,第二電池單元202,第三電池單元203。每個(gè)電池單元包括:八個(gè)單體鋰電池、八個(gè)溫度傳感器、一個(gè)電流傳感器。其中,八個(gè)溫度傳感器與八個(gè)單體鋰電池一一對(duì)應(yīng)相連,用于分別測(cè)量單體鋰電池的溫度。電流傳感器用于測(cè)量該電池單元的充放電電流。在具體實(shí)施時(shí),電池單元的個(gè)數(shù)M、單體鋰電池的個(gè)數(shù)N可根據(jù)實(shí)際需求確定。比如,可令M取5,N取10。
從圖2可見(jiàn),該鋰電池模塊200還包括三個(gè)起轉(zhuǎn)接作用的電連接器,分別為:與第一電池單元201相連的XP2、與第二電池單元202相連的XP3、與第三電池單元相連的XP4。由于XP2與第一電池單元201的連接關(guān)系,XP3與第二電池單元202的連接關(guān)系,以及XP4與第三電池單元的連接關(guān)系類似,因此,我們僅以電連接器XP2與第一電池單元201的連接關(guān)系為例進(jìn)行說(shuō)明。
在第一電池單元201中,單體電池CELL1-1的負(fù)極與電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為39的連接端、以及電流傳感器的一端分別相連,電流傳感器的另一端與電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為3、4的連接端分別相連;單體電池CELL1-1的正極與單體電池CELL2-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為38的連接端分別相連。單體電池CELL2-1的正極與單體電池CELL3-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為37的連接端分別相連。單體電池CELL3-1的正極與單體電池CELL4-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為36的連接端分別相連。單體電池CELL4-1的正極與單體電池CELL5-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為35的連接端分別相連。單體電池CELL5-1的正極與單體電池CELL6-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為34的連接端分別相連。單體電池CELL6-1的正極與單體電池CELL7-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為33的連接端分別相連。單體電池CELL7-1的正極與單體電池CELL8-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為32的連接端分別相連。單體電池CELL8-1的正極與電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為1、2的連接端相連。并且,電連接器XP2中標(biāo)號(hào)為15至30的連接端用于與八個(gè)溫度傳感器相連,具體連接關(guān)系可參見(jiàn)圖2。
控制模塊300與鋰電池模塊200、輸出模塊400、顯示模塊500分別相連,用于監(jiān)測(cè)鋰電池模塊200的狀態(tài)參數(shù),并根據(jù)所述狀態(tài)參數(shù)生成輸出控制信號(hào)、顯示控制信號(hào),并將輸出控制信號(hào)輸出至輸出模塊400、將顯示控制信號(hào)輸出至顯示模塊500。其中,所述狀態(tài)參數(shù)包括:電流、電壓、溫度、電量;所述輸出控制信號(hào)包括:閉合控制信號(hào)、關(guān)斷控制信號(hào)。
圖3示出了一個(gè)具體實(shí)施例中的控制模塊的組成示意圖。從圖3可見(jiàn),控制模塊300具體包括:輔助電源301、DSP電路302、驅(qū)動(dòng)電路303。其中,充電模塊100、電源模塊200與輔助電源301的輸入端分別相連,用于為輔助電源301提供輸入電壓;輔助電源301的輸出端與DSP電路302相連,用于向DSP(數(shù)字信號(hào)處理)電路輸出直流3.3V與直流1.8V的供電電壓。DSP電路302用于對(duì)鋰電池模塊200的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行處理,并根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù)生成第一指示信號(hào)、第二指示信號(hào),并將第一、二指示信號(hào)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路303。驅(qū)動(dòng)電路303根據(jù)第一指示信號(hào)生成輸出控制信號(hào),并將所述輸出控制信號(hào)發(fā)送至輸出模塊400;驅(qū)動(dòng)電路303根據(jù)第二指示信號(hào)生成顯示控制信號(hào),并將所述顯示控制信號(hào)輸出至顯示模塊500。
輸出模塊400用于根據(jù)所述輸出控制信號(hào)對(duì)外供電。輸出模塊400具體包括:M個(gè)并聯(lián)的直流接觸器,保險(xiǎn)管,對(duì)外供電正極接口,對(duì)外供電負(fù)極接口。其中,直流接觸器根據(jù)各自接收的閉合控制信號(hào)接通電路,以及根據(jù)接收的關(guān)斷控制信號(hào)各自斷開(kāi)電路。在輸出模塊400中,M個(gè)直流接觸器的輸入端通過(guò)電連接器與M個(gè)電池單元的正極輸出端一一對(duì)應(yīng)相連,M個(gè)直流接觸器的輸出端與保險(xiǎn)管的輸入端相連,保險(xiǎn)管的輸出端與對(duì)外供電正極接口相連;M個(gè)電池單元的負(fù)極輸出端通過(guò)電連接器與對(duì)外供電負(fù)極接口相連。在具體實(shí)施時(shí),直流接觸器的個(gè)數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行選取,比如M取3,5,或者其他正整數(shù)值。
下面結(jié)合圖4對(duì)輸出模塊400的連接關(guān)系進(jìn)行更為詳盡的說(shuō)明。從圖4可見(jiàn),輸出模塊400包括三個(gè)直流接觸器,分別為K1、K2、K3。其中,直流接觸器K1中標(biāo)號(hào)為1的連接端與電連接器XS2中標(biāo)號(hào)為1、2的連接端分別相連;直流接觸器K2中標(biāo)號(hào)為1的連接端與電連接器XS3中標(biāo)號(hào)為1、2的連接端分別相連;直流接觸器K3中標(biāo)號(hào)為1的連接端與電連接器XS4中標(biāo)號(hào)為1、2的連接端分別相連。并且,直流接觸器K1、K2、K3中標(biāo)號(hào)為2的連接端均與保險(xiǎn)管FU1中標(biāo)號(hào)為1的連接端相連,保險(xiǎn)管FU1中標(biāo)號(hào)為2的連接端與對(duì)外供電正極接口相連。電連接器XS2、XS3、XS4中標(biāo)號(hào)為3、4的連接端均與對(duì)外供電負(fù)極接口相連。
顯示模塊500用于根據(jù)所述顯示控制信號(hào)進(jìn)行顯示。圖5示出了一個(gè)具體實(shí)施例中顯示模塊的組成示意圖。從圖5可見(jiàn),顯示模塊500具體包括:19個(gè)并聯(lián)的顯示單元。每個(gè)顯示單元由限流電阻、發(fā)光二極管串聯(lián)而成。在每個(gè)顯示單元中,限流電阻的一端與直流3.3V的電壓相連,限流電阻的另一端與發(fā)光二極管的正極相連,用于限制流過(guò)發(fā)光二極管的電流。發(fā)光二極管的負(fù)極與所述顯示控制信號(hào)相連,以根據(jù)顯示控制信號(hào)相應(yīng)地點(diǎn)亮發(fā)光二極管。
本實(shí)用新型提供的車載智能后備電源,至少具有以下技術(shù)效果:
(1)、只需通過(guò)外部接口連接220V的交流電即可對(duì)電池進(jìn)行維護(hù),不需要專用的外圍充電設(shè)備;
(2)、具有大功率發(fā)電功能,放電功率可達(dá)9KW,滿足大功率用電場(chǎng)合;
(3)、具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、短路、過(guò)溫保護(hù)功能,安全性能高;
(4)、采用鋰電池供能,使得后備電源的體積小、重量輕、安裝方便;
(5)、能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、顯示鋰電池模塊的狀態(tài),并根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)進(jìn)行對(duì)外供電,智能化水平高。
雖然參照示例性實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述,但是應(yīng)當(dāng)理解,本實(shí)用新型并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的具體實(shí)施方式,在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所述示例性實(shí)施方式做出各種改變。