CN103066662A - 应急电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应急电源,包括壳体,所述壳体的内部设置有用于储存电能的电池组,所述电池组的输入端与用于给所述电池组充电的充电电路、太阳能板输入电路的输出端连接,所述电池组的输出端连接有用于汽车启动时输出大电流的大电流输出电路,所述电池组与所述大电流输出电路之间连接有外接电池智能检测系统。该应急电源自身充电方便、可大电流输出用于汽车启动,并能准确控制大电流输出。

Description

应急电源
技术领域
[0001] 本发明属于直流电源领域,具体涉及一种可为多种设备提供电源的应急电源。
背景技术
[0002] 随着科技的日新月异,人们生活水平的日益提高,汽车、手机、电脑、数码相机等成为人们生活、出游以及旅行必备的物品,它们均采用电池供电,一旦失去电源,将完全丧失其具有的功能,给人们的生活带来诸多不便。因此,对应每种产品,厂家均提供有相应的充电器,能够将220v的市电转换成相应电压的直流电源对其进行充电,但是这种充电器无法满足户外充电的需求。尤其对于汽车而言,常常会遇到打不着火的问题,特别是在旅途中的汽车,因电瓶电量不足或者温度过低很难打着火,给使用者带来很多不便。
[0003] 现有中国专利文献CN101685974A公开了一种移动电源,包括电池组、充电电路、MCU微控制电路、DC-DC调压输出电路,所述充电电路设有可与外部电源连接的输入端,所述充电电路设有的输出端与电池组电连接,电池组同时与MCU微控制电路和DC-DC调压输出电路电连接,MCU微控制电路电连接并控制充电电路和DC-DC调压输出电路,采用上述技术方案的有益效果是:线路简洁、体积较小、轻巧便于携带、易操控、智能化、功率损耗低和多功能,既可以利用市电充电,又可以通过更换不同的输出转换头给多种电子产品供电或充电,管理、携带和使用方便。该申请专利解决了多种电压等级的输出且具有自充电功能,但其不具备大电流输出能力,不能作为汽车启动电源,另外,该申请文件中的电流输出后均为直流电,而在现实中,也有很多外部设备是需要输入交流电,所以该申请专利也无法解决这类设备的临时供电问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提出一种自身充电方便、可大电流输出用于汽车启动,并能准确控制大电流输出的应急电源。
[0005] 为达到此目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] —种应急电源,包括壳体,所述壳体的内部设置有用于储存电能的电池组,所述电池组的输入端与用于给所述电池组充电的充电电路、太阳能板输入电路的输出端连接,所述电池组的输出端连接有用于汽车启动时输出大电流的大电流输出电路,所述电池组与所述大电流输出电路之间连接有外接电池智能检测系统。
[0007] 其中,所述电池组由以磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元锂或锰酸锂为正极,以人造或天然石墨为负极的锂离子电芯串联或并联组成,其输出端还连接有多路DC-DC调压电路以及LED驱动电路,每路所述DC-DC调压电路均与MCU控制电路连接,所述MCU控制电路还连接有用于显示该应急电源的电量的智能LED电量显示系统,所述LED驱动电路的输出端连接有LED照明灯,所述电池组的两端并联有用于保护所述电池组的均衡保护电路。
[0008] 其中,所述外接电池智能检测系统包括用于连接外接电池的红黑电瓶夹、根据检测信号控制电路导通或断开的继电器、用于识别外接铅酸电瓶或锂离子启动电池的电压的电压识别系统、及识别通过外接启动电路的电流的电流识别系统,所述继电器的线圈的两端连接所述电压识别系统,所述继电器的输入端连接电压识别系统,所述继电器的输出端连接所述大电流输出电路,所述红黑电瓶夹通过可插拔防反接插头连接或通过焊接于所述电池组正负极两端的导线连接,所述可插拔防反接插头与所述电池组的正负极连接,所述电压识别系统与所述红黑电瓶夹连接,所述继电器为12V或24V继电器,电流规格为20A〜300A,脚位为4〜6个,所述外接电池智能检测系统设置于所述应急电源的外部,通过可插拔防反接插头与所述应急电源连接,或者设置于所述应急电源的内部、红黑电瓶夹设置于所述应急电源的外部。
[0009] 其中,所述红黑电瓶夹分别与外部电池的正负极极柱连接时,若为接对状态,所述电压识别系统显示的反馈电压为正,否则反馈电压为负,其中,所述正的反馈电压为a〜b的范围,所述a为6〜24V, b为9〜30V,取值时,a小于b ;当反馈电压为a〜b,且为正值时,所述继电器的线圈得到电信号,触点闭合,输出端与所述大电流输出电路的输入端导通,该应急电源开始对外接的设备进行大电流供电,此时,所述电流识别系统检测经过所述大电流输出电路的电流,若该电流小于c时,c为O.1〜10A,所述继电器的线圈两端的电信号消失,触点断开,输出端断开与所述大电流输出电路的连接,停止对外接的设备大电流放电,所述大电流输出电路的输出电压为DC12V或DC24V,瞬间电流为100A〜600A。
[0010] 其中,所述DC-DC调压电路包括输出电压为19V的DC-DC19V升压输出电路、输出电压为12V的DC-DC12V输出电路以及输出电压为5V的DC-DC5V降压输出电路。
[0011] 其中,所述DC-DC12V输出电路的输出端连接有用于发出警报信号的报警系统、用于将所述电池组输出的直流电转换为交流电的逆变器电路以及用于给所述电池组加热的智能加热系统。
[0012] 其中,所述逆变器电路输出的交流电的电压为IlOV〜220V,所述逆变器电路内置于所述壳体的内部或者外接于所述壳体。
[0013] 其中,所述智能加热系统包括缠绕于所述电池组的外侧的加热丝或者加热膜,贴附于所述电池组的外表面并与加热丝或加热膜连接的热敏电阻,及启动智能加热系统的加热启动开关;所述的加热丝或加热膜的电阻值的范围为O. 1Ω〜10Ω ;预先设定所述电池组表面的升温上限温度为t,t的范围为O〜70°C,此时,打开加热启动开关,若通过所述热敏电阻反馈到所述MCU控制电路的所述电池组的表面温度小于t,则加热启动开关打开,力口热丝或加热膜的两端导通电流,开始对所述电池组进行加热,预先设定加热的时间为一固定值d,d的范围为10〜300s,当所述电池组的表面温度达到上限温度t时,加热启动开关自动断开,或者当加热的时间达到d时,智能加热系统的加热电路自动断开。
[0014] 其中,所述壳体为塑胶材质、铝合金材质或混合材质的外壳,所述太阳能板输入电路设置于所述壳体的外侧,所述太阳能板输入电路的功率为O. 5W〜50W,输入电压为5V〜25V。
[0015] 其中,所述电池组的输出端与所述外接电池智能检测系统之间还连接有一次性或者可恢复的保险丝,所述保险丝的电流为50A〜500A。
[0016] 其中,所述电流识别系统的电路包括:高精度运算放大器U3,型号是SGM8591,电阻 R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R20、R21、RS,电容 C9、C12,开关二极管 D4,型号是IN4148,U3的管脚I悬空, U3的管脚2与R16的一端、R15的一端、R21的一端连接在一起,U3的管脚3与C12的一端、RS的一端、BT2的负极连接在一起,U3的管脚4与BTl的负极、RS的另一端一起接地,U3的管脚5悬空,U3的管脚6与R20的一端、R21的另一端、D4的正极连接在一起,R20的另一端与C12的另一端连接,U3的管脚7与VCC端、C9的一端连接在一起,C9的另一端接地,U3的管脚8悬空,D4的负极接R17的一端,R17的另一端与R18的一端、IN2端连接在一起,R18的另一端接地,R15的另一端与R12的一端、R13的一端、R14的一端连接在一起。
[0017] 其中,所述电压识别系统的电路包括:双运算放大器U2,型号是LM358,三端稳压电路 U1,型号是 7805,电阻 R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11,电容 Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8,肖特基二极管D1、D2,型号是SS14,三端可调分流基准源U4,型号为TL431,U2的管脚I与R5的一端、C5的一端、C4的一端连接在一起,R5的另一端与R6的一端、INl端连接在一起,R6的另一端接地,U2的管脚2与U2的管脚5、Rll的一端、U4的阴极、U4的参考极、R16的另一端连接在一起,Rll的另一端接VCC端,U2的管脚3与C5的另一端、Rl的一端、R7的一端、R8的一端连接在一起,Rl的另一端接C4另一端,U2的管脚4与R7的另一端、U4的阳极、R9的一端一起接地,R8的另一端与D2的负极、RlO的一端连接在一起,D2的正极接BT2的正极,U2的管脚6与RlO的另一端、R9的另一端、C6的一端、R2的一端连接在一起,U2的管脚7与C6的另一端、C7的一端、R4的一端连接在一起,R4的另一端接A点,C7的另一端接R2的另一端,U2的管脚8与C8的一端、C2的一端、C3的一端、Ul的管脚3、VCC端连接在一起,C8的另一端接地,C2的另一端和C3的另一端一起接地,Ul的管脚I与Cl的一端、Dl的负极连接在一起,Ul的管脚2与Cl的另一端一起接地,Dl的正极接BTl的正极。
[0018] 其中,所述继电器的电路包括:三端稳压芯片U5,型号是XC6219,电阻R3、R19、R22,电容C11、C13、C14,肖特基二极管D5,型号是SS14,MCU控制芯片J1,控制开关Q1、Q2、Q3,型号是SI2300,继电器,U5的管脚I与C13的一端、U5的管脚3、VCC端连接在一起,U5的管脚2与C13的另一端、C14的一端、Jl的管脚2 —起接地,U5的管脚4悬空,U5的管脚5与C14的另一端、Jl的管脚I连接在一起,Jl的管脚3接INl端,Jl的管脚4接OUTl端,Jl的管脚5接IN2端,Jl的管脚6接0UT2端,Jl的管脚7悬空,Jl的管脚8悬空,OUTl端接R3的一端,R3的另一端接Q2的栅极,Q2的漏极与Q3的源极、R13的另一端连接在一起,Q3的漏极接R12的另一端,Q3的栅极连接A点,Q2的源极与Ql的源极、R14的另一端连接在一起,Ql的栅极接R19的一端,R19的另一端接0UT2端,Ql的漏极与D5的正极、继电器线圈的一端连接在一起,D5的负极、继电器线圈的另一端、继电器的常开接点的一端、R22的一端与BTl的正极连接在一起,R22的另一端接Cll的一端,Cll的另一端与继电器的常开接点的另一端、BT2的正极连接在一起。
[0019] 本发明的有益效果为:本发明的应急电源采用锂离子电池作为电池组,具有重量轻、体积小、耐用、瞬间放电电流大,能够反复充电的特点,可满足汽车启动的大电流需要,通过在大电流输出电路与电池组之间连接外接电池智能检测系统,可有效地控制对外接设备的大电流供电,准确可靠,有效利用电源的电能。该应急电源的电池组又连接有可输出多种电压等级的调压电路,通过将各路调压电路输出端与MCU控制电路连接,可以满足手机、电脑、数码相机、车载打气泵、车载冰箱、车载吸尘器等设备的户外供电需要;LED灯可提供户外照明;该应急电源本身可通过外部电源充电,也可以通过太阳能对其进行充电,这使得该应急电源在户外时,可以自动补充电能。另外,该应急电源自身设置有报警系统,当用户迷路或者出现状况时自行按下报警系统,报警系统会通过指示灯的显示或者报警系统发出声音提示周围,以达到求救的目的;该应急电源还连接有逆变器电路和智能加热系统,其中,逆变器电路可以将电池组输出的直流电转换为交流电,以便户外时需要交流电的设备电力不足时供电,而智能加热系统通过加热丝或加热膜以及热敏电阻,可以在外部环境温度较低影响电源正常供电的情况下,对电源的电池组进行加热,保证电池组在低温环境下也可以正常工作,向外部提供电能。同时,该应急电源设置有红黑电瓶夹,可有效防止在于外部需要救援的电池时将正负极接反,为使用者提供便利。
附图说明
[0020] 图1是本发明应急电源的原理示意图;
[0021] 图2是本发明应急电源的外接电池智能检测系统的电路原理图一;
[0022] 图3是图2中的外接电池智能检测系统的电路原理图二。
[0023] 图中:1_充电电路;2_太阳能板输入电路;3_均衡保护电路;4_电池组;5-保险丝;6_外接电池智能检测系统;7_大电流输出电路;8_智能LED电量显示系统;9-DC-DC5V降压输出电路;10_12V输出电路;11-DC-DC19V升压输出电路;12_LED驱动电路;13_LED照明灯;14-MCU控制电路;15_报警系统;16_智能加热系统;17_逆变器电路;61_电压识别系统的电路;62_电流识别系统的电路;63_继电器的电路。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0025] 如图1至图3所不,一种应急电源,包括壳体,壳体的内部设置有用于储存电能的电池组4,电池组4的输入端与用于给电池组4充电的充电电路1、太阳能板输入电路2的输出端连接,电池组4的输出端连接有用于汽车启动时输出大电流的大电流输出电路7,电池组4与大电流输出电路7之间连接有外接电池智能检测系统6。进一步地,电池组4由以磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元锂或锰酸锂为正极,以人造或天然石墨为负极的锂离子电芯串联或并联组成,其输出端还连接有多路DC-DC调压电路以及LED驱动电路12,每路DC-DC调压电路均与MCU控制电路14连接,MCU控制电路14还连接有用于显示该应急电源的电量的智能LED电量显示系统8,LED驱动电路12的输出端连接有LED照明灯13,电池组4的两端并联有用于保护所述电池组4的均衡保护电路3。其中,DC-DC调压电路包括输出电压为19V的DC-DC19V升压输出电路11、输出电压为12V的DC-DC12V输出电路10以及输出电压为5V的DC-DC5V降压输出电路9。另外,本发明中的壳体为塑胶材质、铝合金材质或混合材质的外壳,太阳能板输入电路2设置于壳体的外侧,太阳能板输入电路2的功率为O. 5W〜50W,输入电压为5V〜25V。
[0026] 该应急电源采用锂离子电池组成的电池组,具有重量轻、体积小、耐用、瞬间放电电流大,能够反复充电的特点,可满足汽车启动的大电流需要。该应急电源又通过在大电流输出电路与电池组之间连接外接电池智能检测系统,可有效地控制对外接设备的大电流供电,准确可靠,有效利用电源的电能;其电池组又连接有可输出多种电压等级的调压电路,通过将各路调压电路输出端与MCU控制电路连接,可以满足手机、电脑、数码相机、车载打气泵、车载冰箱、车载吸尘器等设备的户外供电需要;LED灯可提供户外照明;该应急电源本身可通过外部电源充电,在无外部电源的情况下,也可以通过太阳能对其进行充电,这使得该应急电源在户外时,可以自动补充电能。同时,通过智能LED电量显示系统14,可以实时检测该应急电源的电池组4的电量使用状态。
[0027] DC-DC12V输出电路10的输出端连接有用于发出警报信号的报警系统15、用于将电池组4输出的直流电转换为交流电的逆变器电路17以及用于给电池组4加热的智能加热系统16。该报警系统15可以在用户迷路或者出现状况时由用户自行按下,报警系统15会通过指示灯的显示或者报警系统15发出声音提示周围,以达到求救的目的。其中,逆变器电路17输出的交流电的电压为IlOV〜220V,可以很方便地将该应急电源与需要交流电供电的外部设备连接,电压匹配,无需再次调压,便于这种设备在户外使用时,电力不足的情况下提供电能,保证设备的正常工作。该逆变器电路17可以内置于壳体的内部,也可以在该壳体上设置连接逆变器电路17的接口,当需要提供交流电时,直接将外部的逆变器与该接口连接,即可实现直流转换成交流的目的,操作方便。另外,智能加热系统16包括缠绕于电池组4的外侧的加热丝或者加热膜,贴附于电池组4的外表面并与加热丝或加热膜连接的热敏电阻,及启动智能加热系统的加热启动开关;加热丝或加热膜的电阻值的范围为
O. 1Ω〜10Ω ;使用时, 预先设定电池组4表面的升温上限温度为t,t的范围为O〜70°C,当外部环境温度较低,且已经影响电源的正常供电时,打开加热启动开关,若通过热敏电阻反馈到MCU控制电路14的电池组4的表面温度小于t,则控制加热丝或者加热膜的加热启动开关打开,加热丝或加热膜的两端导通电流,该智能加热系统16便开始对电池组4进行加热;加热前,预先设定加热的时间为一固定值d,d的范围为10〜300s ;在加热的过程中,当电池组4的表面温度达到上限温度t时,控制加热丝或者加热膜的加热启动开关自动断开,阻断通过加热丝或加热膜两端的电流的通过,或者当加热的时间达到d,则智能加热系统16的加热电路自动断开,完成对电池组4的加热。该智能加热系统16通过热敏电阻自身对热的敏感特性,准确地控制智能加热系统16的加热电路的导通与断开,有效提高加热效率,并降低加热消耗的电能。通过增加该智能加热系统16,该应急电源可以在外部环境温度较低影响电源正常供电的情况下,仍然能保证电池组正常工作,向外部提供电能,提高了整个系统的可靠性。
[0028] 外接电池智能检测系统6包括用于连接外接电池的红黑电瓶夹、根据检测信号控制电路导通或断开的继电器、用于识别外接铅酸电瓶或锂离子启动电池的电压的电压识别系统、及识别通过外接启动电路的电流的电流识别系统,其中,继电器的线圈的两端连接电压识别系统,继电器的输入端连接电压识别系统,继电器的输出端连接大电流输出电路7,红黑电瓶夹通过可插拔防反接插头连接或通过焊接于电池组4正负极两端的导线连接,若红黑电瓶夹与可插拔防反接插头连接时,该可插拔防反接插头与电池组4的正负极连接,电压识别系统与红黑电瓶夹连接。本发明中的继电器为12V或24V继电器,电流规格为20A〜300A,脚位为4〜6个,外接电池智能检测系统6设置于该应急电源的外部,通过可插拔防反接插头与该应急电源连接,或者设置于应急电源的内部、而红黑电瓶夹设置于应急电源的外部。优选的,在本发明中,外接电池智能检测系统6设置于应急电源的内部、而红黑电瓶夹设置于应急电源的外部。红黑电瓶夹与电池组4之间通过硅胶线或者其他导线连接,以供与外部设备连接,通过红黑电瓶夹与外部电池连接,也可以有效防止插反或者红黑电瓶夹碰撞造成的短路。
[0029] 当红黑电瓶夹分别与外部电池的正负极极柱连接时,若为接对状态,电压识别系统显示的反馈电压为正,否则反馈电压为负,其中,正的反馈电压为a〜b的范围,a为6〜24V,b为9〜30V,取值时,应使a小于b ;若为接反状态,继电器不工作,大电流输出电路7处于断开状态。若当外接电池智能检测系统6失效,为保证该应急电源的安全性,本发明的应急电源电路中,在电池组4与外接电池智能检测系统6之间串联连接有一次性或者可恢复的保险丝5,该保险丝5的电流为50A〜500A。为确保电池组4的充放电安全,电池组4的两端连接有均衡保护电路3,对电池组4进行过流过载过充过放保护。
[0030] 在本发明中,当电压识别系统的反馈电压为a〜b,且为正值时,继电器的线圈接收到该电压信号,触点闭合,输出端与大电流输出电路7导通,该应急电源开始对外接的设备进行大电流供电,此时,电流识别系统检测经过大电流输出电路7的电流,若该电流小于c时,c为O.1〜10A,继电器的线圈两端的电压信号消失,触点断开,输出端断开与大电流输出电路7的连接,停止对外接的设备大电流放电。该大电流输出电路7的输出电压为DC12V或DC24V,瞬间电流为100A〜600A,可以作为应急状态下汽车的启动电源使用。通过在大电流输出电路7与电池组4之间连接外接电池智能检测系统6,可有效地控制对外接设备的大电流供电,准确可靠,有效利用电源的电能。该外接电池智能检测系统6可以内置于壳体的内部,也可以外接于壳体。
[0031] 如图2、图3所示为外接电池智能检测系统6的电路原理图,其中,BTl为充电电池,即电池组4,BT2为被充电汽车电池。
[0032] 具体地,电流识别系统的电路62包括:高精度运算放大器U3,型号是SGM8591,电阻 R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R20、R21、RS,电容 C9、C12,开关二极管 D4,型号是IN4148,U3的管脚I悬空,U3的管脚2与R16的一端、R15的一端、R21的一端连接在一起,U3的管脚3与C12的一端、RS的一端、BT2的负极连接在一起,U3的管脚4与BTl的负极、RS的另一端一起接地,U3的管脚5悬空,U3的管脚6与R20的一端、R21的另一端、D4的正极连接在一起,R20的另一端与C12的另一端连接,U3的管脚7与VCC端、C9的一端连接在一起,C9的另一端接地,U3的管脚8悬空,D4的负极接R17的一端,R17的另一端与R18的一端、IN2端连接在一起,R18的另一端接地,R15的另一端与R12的一端、R13的一端、R14的一端连接在一起。
[0033] 具体地,电压识别系统的电路61包括:双运算放大器U2,型号是LM358,三端稳压电路 U1,型号是 7805,电阻 R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11,电容 Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8,肖特基二极管D1、D2,型号是SS14,三端可调分流基准源U4,型号为TL431,U2的管脚I与R5的一端、C5的一端、C4的一端连接在一起,R5的另一端与R6的一端、INl端连接在一起,R6的另一端接地,U2的管脚2与U2的管脚5、Rll的一端、U4的阴极、U4的参考极、R16的另一端连接在一起,Rll的另一端接VCC端,U2的管脚3与C5的另一端、Rl的一端、R7的一端、R8的一端连接在一起,Rl的另一端接C4另一端,U2的管脚4与R7的另一端、U4的阳极、R9的一端一起接地,R8的另一端与D2的负极、RlO的一端连接在一起,D2的正极接BT2的正极,U2的管脚6与RlO的另一端、R9的另一端、C6的一端、R2的一端连接在一起,U2的管脚7与C6的另一端、C7的一端、R4的一端连接在一起,R4的另一端接A点,C7的另一端接R2的另一端,U2的管脚8与C8的一端、C2的一端、C3的一端、Ul的管脚3、VCC端连接在一起,C8的另一端接地,C2的另一端和C3的另一端一起接地,Ul的管脚I与Cl的一端、Dl的负极连接在一起,Ul的管脚2与Cl的另一端一起接地,Dl的正极接BTl的正极。
[0034] 具体地,继电器的电路63包括:三端稳压芯片U5,型号是XC6219,电阻R3、R19、R22,电容C11、C13、C14,肖特基二极管D5,型号是SS14,MCU控制芯片J1,控制开关Q1、Q2、Q3,型号是SI2300,继电器,U5的管脚I与C13的一端、U5的管脚3、VCC端连接在一起,U5的管脚2与C13的另一端、C14的一端、Jl的管脚2 —起接地,U5的管脚4悬空,U5的管脚5与C14的另一端、Jl的管脚I连接在一起,Jl的管脚3接INl端,Jl的管脚4接OUTl端,Jl的管脚5接IN2端,Jl的管脚6接0UT2端,Jl的管脚7悬空,Jl的管脚8悬空,OUTl端接R3的一端,R3的另一端接Q2的栅极,Q2的漏极与Q3的源极、R13的另一端连接在一起,Q3的漏极接R12的另一端,Q3的栅极连接A点,Q2的源极与Ql的源极、R14的另一端连接在一起,Ql的栅极接R19的一端,R19的另一端接0UT2端,Ql的漏极与D5的正极、继电器线圈的一端连接在一起,D5的负极、继电器线圈的另一端、继电器的常开接点的一端、R22的一端与BTl的正极连接在一起,R22的另一端接Cll的一端,Cll的另一端与继电器的常开接点的另一端、BT2的正极连接在一起。
[0035] 当该应急电源与外部充电电池的连接断开,或电流小于设定的电流值时,电流识别系统的电路62中的R15和R16提供给U3检测信号,此时U3根据该检测信号发出一个输出信号给MCU控制芯片,以供MCU控制芯片判断电路的连接或断开的状态,以做出合适的指示;当输出电压低于预定值,在本发明中该电压的预定值为8.1V时,电压识别系统的电路61中的电阻R7、R8会提供检测信号给U2,U2根据该检测信号发出一个输出信号给INl端,MCU控制芯片根据INl端的信号,进而控制继电器的电路63中的控制开关Q2 ;而当输出电压高于预定值,在本发明中,该电压的预定值为12. 6V时,电压识别系统的电路61中的电阻R9、R10会提供检测信号给U2,U2根据该检测信号发出一个信号控制继电器的电路63中的控制开关Q3。在本发明中,通过电压识别系统的电路61,电流识别系统的电路62的共同作用,给予MCU控制芯片信号,可通过MCU控制芯片的判断,最终实现控制继电器的电路63中的Ql、Q2和Q3的目的,进而达到充电和保护的效果。
[0036] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1. 一种应急电源,包括壳体,所述壳体的内部设置有用于储存电能的电池组(4),其特征在于:所述电池组(4)的输入端与用于给所述电池组(4)充电的充电电路(I)、太阳能板输入电路(2)的输出端连接,所述电池组(4)的输出端连接有用于汽车启动时输出大电流的大电流输出电路(7),所述电池组(4)与所述大电流输出电路(7)之间连接有外接电池智能检测系统(6)。
2.根据权利要求1所述的一种应急电源,其特征在于:所述电池组(4)由以磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元锂或锰酸锂为正极,以人造或天然石墨为负极的锂离子电芯串联或并联组成,其输出端还连接有多路DC-DC调压电路以及LED驱动电路(12),每路所述DC-DC调压电路均与MCU控制电路(14)连接,所述MCU控制电路(14)还连接有用于显示该应急电源的电量的智能LED电量显示系统(8),所述LED驱动电路(12)的输出端连接有LED照明灯(13),所述电池组(4)的两端并联有用于保护所述电池组(4)的均衡保护电路(3)。
3.根据权利要求1所述的一种应急电源,其特征在于:所述外接电池智能检测系统(6)包括用于连接外接电池的红黑电瓶夹、根据检测信号控制电路导通或断开的继电器、用于识别外接铅酸电瓶或锂离子启动电池的电压的电压识别系统、及识别通过外接启动电路的电流的电流识别系统,所述继电器的线圈的两端连接所述电压识别系统,所述继电器的输入端连接电压识别系统,所述继电器的输出端连接所述大电流输出电路(7 ),所述红黑电瓶夹通过可插拔防反接插头连接或通过焊接于所述电池组(4)正负极两端的导线连接,所述可插拔防反接插头与所述电池组(4)的正负极连接,所述电压识别系统与所述红黑电瓶夹连接,所述继电器为12V或24V继电器,电流规格为20A〜300A,脚位为4〜6个,所述外接电池智能检测系统(6)设置于所述应急电源的外部,通过可插拔防反接插头与所述应急电源连接,或者设置于所述应急电源的内部、而红黑电瓶夹设置于所述应急电源的外部。
4.根据权利要求3所述的一种应急电源,其特征在于:所述红黑电瓶夹分别与外部电池的正负极极柱连接时,若为接对状态,所述电压识别系统显示的反馈电压为正,否则反馈电压为负,其中,所述正的反馈电压为a〜b的范围,所述a为6〜24V,b为9〜30V,取值时,a小于b ;当反馈电压为a〜b,且为正值时,所述继电器的线圈得到电信号,触点闭合,输出端与所述大电流输出电路(7)导通,该应急电源开始对外接的设备进行大电流供电,此时,所述电流识别系统检测经过所述大电流输出电路(7)的电流,若该电流小于c时,c为O.1〜10A,所述继电器的线圈两端的电信号消失,触点断开,输出端断开与所述大电流输出电路(7)的连接,停止对外接的设备大电流放电,所述大电流输出电路(7)的输出电压为DC12V或DC24V,瞬间电流为IOOA〜600A。
5.根据权利要求2所述的一种应急电源,其特征在于:所述DC-DC调压电路包括输出电压为19V的DC-DC19V升压输出电路(11 )、输出电压为12V的DC-DC12V输出电路(10)以及输出电压为5V的DC-DC5V降压输出电路(9)。
6.根据权利要求5所述的一种应急电源,其特征在于:所述DC-DC12V输出电路(10)的输出端连接有用于发出警报信号的报警系统(15)、用于将所述电池组(4)输出的直流电转换为交流电的逆变器电路(17)以及用于给所述电池组(4)加热的智能加热系统(16)。
7.根据权利要求6所述的一种应急电源,其特征在于:所述逆变器电路(17)输出的交流电的电压为Iiov〜220V,所述逆变器电路(17)内置于所述壳体的内部或者外接于所述壳体。
8.根据权利要求6所述的一种应急电源,其特征在于:所述智能加热系统(16)包括缠绕于所述电池组(4)的外侧的加热丝或者加热膜,贴附于所述电池组(4)的外表面并与加热丝或加热膜连接的热敏电阻,及启动智能加热系统(16)的加热启动开关;所述的加热丝或加热膜的电阻值的范围为0.1 Ω〜10Ω ;预先设定所述电池组(4)表面的升温上限温度为t, t的范围为O〜70°C,此时,打开加热启动开关,若通过所述热敏电阻反馈到所述MCU控制电路(14)的所述电池组(4)的表面温度小于t,则加热启动开关打开,加热丝或加热膜的两端导通电流,开始对所述电池组(4)进行加热,预先设定加热的时间为一固定值d,d的范围为10〜300s,当所述电池组(4)的表面温度达到上限温度t时,加热启动开关自动断开,或者当加热的时间达到d时,智能加热系统的加热电路自动断开。
9.根据权利要求1所述的一种应急电源,其特征在于:所述壳体为塑胶材质、铝合金材质或混合材质的外壳,所述太阳能板输入电路(2)设置于所述壳体的外侧,所述太阳能板输入电路(2)的功率为O. 5W〜50W,输入电压为5V〜25V。
10.根据权利要求1所述的一种应急电源,其特征在于:所述电池组(4)的输出端与所述外接电池智能检测系统(6)之间还连接有一次性或者可恢复的保险丝(5),所述保险丝(5)的电流为50A〜500A。
11.根据权利要求3所述的一种应急电源,其特征在于,所述电流识别系统的电路(62)包括:高精度运算放大器U3,型号是SGM8591,电阻R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R20、R21、RS,电容C9、C12,开关二极管D4,型号是IN4148,U3的管脚I悬空,U3的管脚2与R16的一端、R15的一端、R21的一端连接在一起,U3的管脚3与C12的一端、RS的一端、BT2的负极连接在一起,U3的管脚4与BTl的负极、RS的另一端一起接地,U3的管脚5悬空,U3的管脚6与R20的一端、R21的另一端、D4的正极连接在一起,R20的另一端与C12的另一端连接,U3的管脚7与VCC端、C9的一端连接在一起,C9的另一端接地,U3的管脚8悬空,D4的负极接R17的一端,R17的另一端与R18的一端、IN2端连接在一起,R18的另一端接地,R15的另一端与R12的一端、R13的一端、R14的一端连接在一起。
12.根据权利要求11所述的一种应急电源,其特征在于:所述电压识别系统的电路(61)包括:双运算放大器U2,型号是LM358,三端稳压电路Ul,型号是7805,电阻R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11,电容 Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8,肖特基二极管 Dl、D2,型号是SS14,三端可调分流基准源U4,型号为TL431,U2的管脚I与R5的一端、C5的一端、C4的一端连接在一起,R5的另一端与R6的一端、INl端连接在一起,R6的另一端接地,U2的管脚2与U2的管脚5、Rll的一端、U4的阴极、U4的参考极、R16的另一端连接在一起,Rll的另一端接VCC端,U2的管脚3与C5的另一端、Rl的一端、R7的一端、R8的一端连接在一起,Rl的另一端接C4另一端,U2的管脚4与R7的另一端、U4的阳极、R9的一端一起接地,R8的另一端与D2的负极、RlO的一端连接在一起,D2的正极接BT2的正极,U2的管脚6与RlO的另一端、R9的另一端、C6的一端、R2的一端连接在一起,U2的管脚7与C6的另一端、C7的一端、R4的一端连接在一起,R4的另一端接A点,C7的另一端接R2的另一端,U2的管脚8与C8的一端、C2的一端、C3的一端、Ul的管脚3、VCC端连接在一起,C8的另一端接地,C2的另一端和C3的另一端一起接地,Ul的管脚I与Cl的一端、Dl的负极连接在一起,Ul的管脚2与Cl的另一端一起接地,Dl的正极接BTl的正极。
13.根据权利要求12所述的一种应急电源,其特征在于:所述继电器的电路(63)包括:三端稳压芯片U5,型号是XC6219,电阻R3、R19、R22,电容Cll、C13、C14,肖特基二极管D5,型号是SS14,MCU控制芯片J1,控制开关Q1、Q2、Q3,型号是SI2300,继电器,U5的管脚I与C13的一端、U5的管脚3、VCC端连接在一起,U5的管脚2与C13的另一端、C14的一端、Jl的管脚2 —起接地,U5的管脚4悬空,U5的管脚5与C14的另一端、Jl的管脚I连接在一起,Jl 的管脚3接INl端,Jl的管脚4接OUTl端,Jl的管脚5接IN2端,Jl的管脚6接0UT2端,Jl的管脚7悬空,Jl的管脚8悬空,OUTl端接R3的一端,R3的另一端接Q2的栅极,Q2的漏极与Q3的源极、R13的另一端连接在一起,Q3的漏极接R12的另一端,Q3的栅极连接A点,Q2的源极与Ql的源极、R14的另一端连接在一起,Ql的栅极接R19的一端,R19的另一端接0UT2端,Ql的漏极与D5的正极、继电器线圈的一端连接在一起,D5的负极、继电器线圈的另一端、继电器的常开接点的一端、R22的一端与BTl的正极连接在一起,R22的另一端接Cll的一端,Cll的另一端与继电器的常开接点的另一端、BT2的正极连接在一起。
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