CN102340168A - 一种便携式起动用应急电源 - Google Patents

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Abstract

本发明中的便携式起动用应急电源系统，包括绝缘壳体、位于绝缘壳体内的小体积大功率型电池组、继电器保护电路、电池管理系统、AC/DC转换电路以及与电池组正负极相连的匹配汽车点烟器的车辆通用电源插头；壳体外设有LCD液晶显示器，可以数字显示当前剩余电量、电池组电压、电流以及AC/DC转换器的工作状态；壳体上还设置有与所述电池组正负极相连的外接帮线。当遇到因蓄电池耗尽或者蓄电池性能严重下降而导致汽车无法起动时，只需将发明的应急电源的插头插入点烟器插孔，或者直接把与自身正负极连接在一起的外接帮线连接至目标蓄电池的正负极，即可立刻起动车辆。本专利具有立即起动，重量轻，体积小，无火花，智能管理及安全等特点。

Description

一种便携式起动用应急电源
技术领域
本发明涉及便携式起动用应急电源系统用于由于起动蓄电池问题而无法起动的车辆，比如汽车、摩托车、游艇等。 
背景技术
带有发动机的车辆成为目前主要的交通工具，比如汽车、摩托车、卡车、游艇，这些车辆的动力都来自发动机。蓄电池在发动机系统中用于储存电能，并用于下一次的发动机起动。当发动机起动后通过自身的发电系统给蓄电池进行充电。正常情况下，蓄电池的电量可以平衡，但是在极限或者不当使用情况下，蓄电池的电量将会放干。这将会导致发动机无法起动。比如，停车状态下的车用电器的过度使用，发电系统故障，低温环境等。 
当发生此类情况的时候，就需要用帮线把另外一辆车的蓄电池连接到目标蓄电池进行应急起动。此类应急起动需要把另一辆车移动到目标车辆前后，用帮线把两个车辆的蓄电池互联后进行应急起动。这种方法必须依赖于另外一辆车，并且靠近到帮线长度才能完成。另外，连接时打火花，将会损坏蓄电池庄头以及外界帮线，并且给操作者带来心理负担。 
为了解决如上问题，已经有了几种便携式起动应急系统方案。如一个蓄电池加上帮线组成的应急起动系统，此帮线或者与蓄电池一体，或者是可拆卸。还有一种提出超长的帮线方案。目前最好的方案是如日本1993年专利405328620，美国2000专利6155870，中国1998年的98224902.0。这些专利核心都是蓄电池加一个AC/DC充电器的方案。如上三个基本专利都有一个无法解决的难题，就是重量重，体积大，无法消除火花。发动机起动的时候，瞬时需要3秒以内200A以上的大电流。车辆以及应急起动系统都使用铅酸电池，由于铅酸电池的倍率 放电能力差，因而为了满足车辆起动的要求，都需要使用高容量蓄电池，从而使得应急起动系统体积大，重量也达到20Kg以上。为了降低重量可以使用低容量蓄电池，但此时就无法立即起动，而需要充电时间，显然失去的应急的意义。另外，利用帮线把应急起动系统连接到目标蓄电池的时候，两个蓄电池电压不同，所以两个电极之间产生电火花，这将严重伤害目标蓄电池庄头，以及会给操作者带来心理负担。 
中国专利200820126079.2中还给出超级电容并联蓄电池的方案，重点解决了起动时瞬时大电流放电需求问题，可以用低容量蓄电池完成所需起动工作，具有降低体积和重量的效果。但是没有考虑到充电系统、安全保护、智能电池管理系统。 
发明内容
为了克服现有便携式起动用应急电源重量重、体积大、有火花以及缺少管理的不足，本发明专利提供一种便携式起动用应急电源。该便携式起动用应急电源不仅具有重量轻、体积小和无火花等优点，而且能对其核心部件低容量电池组提供充放电管理和安全保护。 
本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：在绝缘外壳中，电源、继电保护电路串联。然后，从继电保护电路引出两支充电线路和一支放电线路：一支充电线路与AC/DC转换电路相连接，并在外壳上留一个AC接口；另一支充电线路在外壳上留一个接口，用于连接汽车点烟器充电；而其放电线路与外壳上帮线相连。核心部件电源采用4节3.2V/10Ah的锂离子电池串联而成。而电源管理系统采集电池组电流、总电压以及温度，利用内置算法计算出电池组剩余电量；通过控制继电保护电路防止锂离子电池组过充电、过放电和过温，并具有故障诊断功能。此外，壳体外设有LCD液晶显示器，可以数字显示当前剩余电量、电池组电压、电流以及AC/DC转换器的工作状态。当遇到因蓄电池电量耗尽或者蓄电池性能严重下降 而导致汽车无法起动时，只需将发明的车辆电源插头插入点烟器插孔，或者直接把外接帮线接到目标蓄电池的正负极，即可立刻起动车辆。 
本发明的有益效果是，重量轻，体积小，无火花，立即起动，智能管理及保护等优点。 
附图说明
图1是本发明便携式起动用应急电源内部电路结构框图。 
图2是本发明便携式起动用应急电源外部结构图。1、LCD液晶显示器 2、点烟器充电接口 3、交流220V充电接口4、保护提示灯 5、手动继电器 6、封装盖 7、帮线 8、手动开关9、应急电源提手 10、应急电源正负夹子 11、应急电源点烟器 12、应急电源充电线。 
图3是本发明便携式起动用应急电源线束图。1、2端口连接帮线；3、4端口连接点烟器充电接口。 
图4是本发明便携式起动用应急电源充电线正、左视图 
图5是本发明便携式起动用应急电源点烟器正、左、右视图 
具体实施方式
结合实施例和附图对本发明作进一步详细的说明。该便携式起动用应急电源可以通过三种途径进行充电： 
a.通过图1中AC充电接口连接到220V交流电源对便携式应急起动电源进行充电。 
b.通过图1中点烟器充电接口与车辆点烟器相连接，达到给便携式应急起动电源充电的目的。 
c.在电池管理系统的监控下，通过帮线对便携式应急起动电源进行充电。 
上述充电的具体实施如下：在继电保护电路外部手动开关断开的情况下，将上述三种充电线路之一连接，然后打开电池管理系统和继电器手动开关。充电过程中，电池管理系统均对电池组的电流、电压和温度进行采样，并计算出锂电池组的荷电状态，将这些信息和AC/DC转 换电路工作状态通过LCD液晶显示器显示出来。另一方面电池管理系统通过这些信息对便携式起动用应急电源进行故障分析；在必要的情况下，通过断开继电器保护电路中的内部继电器来对锂电池组进行包括过压、过温和过充保护。 
该便携式起动用应急电源是通过帮线连接到车辆的起动蓄电池上，帮助车辆起动。 
具体实施如下：在外部手动开关断开的情况下，将便携式起动应急电源帮线连接到车辆蓄电池上，然后打开电池管理系统并闭合手动开关。放电过程中，电池管理系统如充电过程一样对电池组进行监控。并在帮助车辆起动时提供一个3s以内200A以上的放电电流帮助车辆起动；并且在车辆已经起动或电池组电量过低的情况下断开内部继电器停止放电。 

Claims (8)

1.一种便携式起动用应急电源，在绝缘外壳中，小体积大功率型电池组通过正负端的继电器与放电帮线和充电接口连接，其特征在于，用串联电池组和电池管理系统结合来提供充放电管理和安全保护。
2.根据权利要求1所述的便携式起动用应急电源，其特征是：通过电池管理系统，实现电池组和外界连接的继电器组的控制，在接入时刻保证不发生火花，从而达到保护电池组和保护接插部位。
3.根据权利要求1所述的便携式起动用应急电源，其特征是：电池组和电池管理系统，电池管理系统中，根据电池组的电流、电压、温度估算电池组剩余电量；基于电流、电压、温度和剩余电量，对电池组进行过充、过放、过压、以及过温保护。
4.根据权利要求1所述的便携式起动用应急电源，其特征是：电池组通过外部AC/DC转换器或者内部AC/DC转换电路，实现电池组的充电。
5.一种便携式起动用应急电源，无论是应急电源帮助目标车辆应急起动，还是交流电源通过AC/DC转换电路对应急电源充电，在电源管理系统的监控下，LCD液晶显示器显示储能蓄电池的电流、电压、温度以及剩余电量。
6.根据权利要求5所述的便携式起动用应急电源，其特征是：电源管理系统通过采集到的电流、电压、温度的数据对便携式起动用应急电源进行故障分析。
7.一种便携式起动用应急电源，在手动开关断开的情况下，将电源帮线与目标车辆的目标电源电极相连，其特征是：手动开关闭合时，能迅速帮助目标车辆起动。
8.根据权利要求7所述的便携式起动用应急电源，其特征是：应急电源能够在3s内提供200A以上的放电电流帮助车辆起动，并且在目标车辆已经起动或者是储能电池组电量不足时通过内部继电器的断开来停止放电。
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