CN104979856A - 采用三元锂电池的12v汽车应急启动电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用三元锂电池的12V汽车应急启动电源，它包括电池组模块，其用于向外输出直流电，所述电池组模块包括三个相互串联的锂电池组，每个锂电池组包括一个或多个相互并联的三元锂电池；负载端，其与所述电池组模块相串接，所述负载端用于接收所述电池组模块的电压并向外输出；其特征在于：所述12V汽车应急启动电源还包括继电器，其串接在所述电池组模块与所述负载端之间；控制装置，所述控制装置用于对继电器进行控制。实施本发明的技术方案可解决现有技术中无法用三元锂电池制作12V汽车应急启动电源的技术问题；实施本发明的技术方案，可实现防止三元锂电池反向充电，过电流放电和电池过热，保证系统的安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用在汽车领域中的电器装置，特别涉及一种采用三元锂电池的12V汽车应急启动电源。
背景技术
12V汽车应急启动电源用于在极端条件下的汽车启动，例如低温启动。在短时间内提供大电流，从而启动汽车。在极端条件下，瞬间堵转电流可达1500A以上，属于典型的短时间大电流放电情况。12V汽车一般为启动电压为12V的汽车，一般而言这类汽车为小客车等小型汽车。
市场上12V汽车应急启动电源(Jump-starter)产品多年来绝大多数是用铅酸电池制造的。铅酸电池在制造、使用、回收过程中可能造成严重的环境污染；且应急启动电源属于低温环境下使用的非常用设备，闲置时间长。铅酸电池中的铅容易发生氧化，造成电池无法正常工作。现有技术中有用大倍率磷酸铁锂电池制造的12V汽车应急启动电源，然而大倍率磷酸铁锂电池价格太高，市场接受程度低。
三元锂电池与铅酸电池价格相差不大，在成本上属于容易被市场接受的范围。但现有技术中没有采用三元锂电池制作应急启动电源。
发明内容
在现有技术中没有采用三元锂电池制作应急启动电源，这是因为三元锂电池于12V汽车启动铅酸电瓶电压不匹配。汽车内用电器标称电压为12V，电压范围为7.2V至14.4V。不得大于14.4V，否则容易造成汽车用电器烧毁；同时不得小于7.2V，否则无法启动汽车。
为了防止给三串三元锂电池组过压充电，在放电回路中一般串联有单向导通的二极管。这是因为如果采用三串三元锂电池组做12V汽车应急启动电源时，三元锂电池标称电压为3.6V，充满后的电压为4.2V，因此三串三元锂电池组的充电电压必须小于等于4.2V×3＝12.6V。但是12V汽车启动后发电机将给电瓶充电，发电机给三串三元锂电池组的充电电压可以达到14.4V。如果没有设置二极管，14.4V充电电压可以给三串三元锂电池组过压充电，造成电池过热，甚至引发燃烧带来安全问题。可是12V汽车启动时启动电压又必须大于7.2V，应急启动电源大电流供电时(1)二极管0.6V电压，(2)开关0.5V电压，(3)保险丝0.5V电压，(4)一对导线及夹子1.1V电压，7.2V+0.6V+0.5V+0.5V+1.1V＝9.9V。而公知的三串三元锂电池组中单节电池大倍率脉冲放电的中后期电压都小于9.9V/3＝3.3V，输出到一对夹子的电压小于7.2V，因此其在中后期无法启动汽车。并且大电流0.6V正向导通电压的二极管价格很高。因此无论是采取三串三元锂电池组都难以符合12V汽车应用的要求。另外，三元锂电池的特性是在过压充电、大电流放电时，容易发生过热，且三元锂电池相比传统铅酸电池体积较小，热容量小，更容易发生高温事故，严重时可能引发火灾，造成财产和人员损失。
为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种12V汽车应急启动电源，其可采用三元锂电池作为12V汽车应急启动电源。
本发明中的技术方案具体是：
一种采用三元锂电池的12V汽车应急启动电源，它包括
电池组模块，其用于向外输出直流电，所述电池组模块包括三个相互串联的锂电池组，每个锂电池组包括一个或多个相互并联的三元锂电池；
负载端，其与所述电池组模块相串接，所述负载端用于接收所述电池组模块的电压并向外输出；
其特征在于：所述12V汽车应急启动电源还包括
继电器，其串接在所述电池组模块与所述负载端之间；
控制装置，所述控制装置用于对继电器进行控制。
优选地，当所述负载端的电压高于所述电池组模块的电压时，所述控制装置关断所述继电器。
优选地，所述继电器为电磁继电器。
优选地，所述控制装置包括单片机，所述单片机的第一输出端与一恒流源相电连，所述恒流源与所述继电器相电连。
优选地，所述12V汽车应急启动电源还包括检测装置，所述检测装置包括连接在所述恒流源与所述单片机之间的第一反馈单元，连接在所述负载端与所述单片机之间的第二反馈单元。
优选地，在所述第二反馈单元与所述单片机之间还设置有信号转换装置。
优选地，在所述电池组模块与所述负载端之间还串接有短路保护装置。
优选地，所述12V汽车应急启动电源还包括设置在所述电池组模块与所述负载端之间且与所述控制装置相电连的电流旁路保护装置。
实施本发明的技术方案可解决现有技术中无法用三元锂电池制作12V汽车应急启动电源的技术问题；实施本发明的技术方案，可实现防止三元锂电池反向充电，过电流放电和电池过热，保证系统的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中采用三元锂电池的12V汽车应急启动电源的结构示意图。
附图中：1、电池组模块；11、锂电池组；12、三元锂电池；2、负载端；3、继电器；41、第二反馈单元；42、第一反馈单元；5、控制装置；51、单片机；511、第一输出端；512；第二输出端；52、恒流源；53、信号转换装置；6、短路保护装置；7、电流旁路保护装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种采用三元锂电池的12V汽车应急启动电源，它包括电池组模块1、负载端2、继电器3、控制装置5。
电池组模块1用于向外输出直流电。根据汽车标准协定，电池组模块1可以向外输出电压为12V的直流电。12V汽车一般为小客车等小型汽车。具体的，参照图1所示，电池组模块1可以包括三个相互串联的锂电池组11，每个锂电池组11包括两个相互并联的三元锂电池12。12V汽车启动后发电机将给电瓶充电，充电电压可以达到14.4V。而采用本发明12V汽车应急启动电源中的电池组模块1的充电电压必须小于等于4.2V×3＝12.6V，以防止给电池组模块1反向过压充电。负载端2与电池组模块1相串接。负载端2用于接收所述电池组模块1的电压并向外输出。在本实施方式中，负载端2可以连接有电瓶、电动机等以启动汽车。继电器3串接在所述电池组模块1与所述负载端2之间。控制装置5用于对继电器3进行控制，控制装置5可以驱使继电器3吸合或断开以使得12V汽车应急启动电源打开或断开。
当所述12V汽车应急启动电源启动时，所述控制装置5驱使继电器接通即使得汽车启动电源导通。当所述负载端2的电压高于所述电池组模块1的电压时，所述控制装置5驱使继电器3断开。
所述控制装置5包括单片机51，所述单片机51的第一输出端511与一恒流源52相电连，所述恒流源52与所述继电器3相电连。控制装置5可以通过对恒流源52进行控制，即通过对恒流源52的开闭实现对继电器3的控制。12V汽车应急启动电源还可以包括检测装置，所述检测装置包括第一反馈单元42。第一反馈单元42连接在恒流源52与所述单片机51之间，用于对第一断路保护模块进行监控。第二反馈单元41连接在所述负载端2与所述单片机51之间，用于对负载端2的电压进行监控。在所述第二反馈单元41与所述单片机51之间还设置有信号转换装置53，用于将第二反馈单元41反馈的电压值转换成单片机51能够识别的信号。
采用本发明中的12V汽车应急启动电源当大电流供电时：(1)继电器开关0.5V电压，(2)保险丝0.5V电压，(3)一对导线及夹子1.1V电压，7.2V+0.5V+0.5V+1.1V＝9.3V。而公知的三元锂电池组中单节电池大倍率脉冲放电的中前期电压都大于9.3V/3＝3.1V，因此本发明中的汽车应急电源具有较好的稳定性。
进一步的，在所述电池组模块1与所述负载端2之间还串接有短路保护装置6。短路保护装置6能够起到短路保护的作用。
进一步的，所述12V汽车应急启动电源还包括设置在所述电池组模块1与所述负载端2之间且与所述控制装置5相电连的电流旁路保护装置7。电流旁路保护装置7可以包括受控制装置5控制且与控制装置5的第二输出端512相电连的晶闸三极管和多个并联的电阻。一旦继电器3失效短路时，电流旁路保护装置7将消耗大部分汽车发电机发出的电流，可以减少汽车发电机对电池组模块1反向过充电所带来的安全风险，有效地提高安全使用概率。
需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)
1.一种采用三元锂电池的12V汽车应急启动电源，它包括
电池组模块，其用于向外输出直流电，所述电池组模块包括三个相互串联的锂电池组，每个锂电池组包括一个或多个相互并联的三元锂电池；
负载端，其与所述电池组模块相串接，所述负载端用于接收所述电池组模块的电压并向外输出；
其特征在于：所述12V汽车应急启动电源还包括
继电器，其串接在所述电池组模块与所述负载端之间；
控制装置，所述控制装置用于对继电器进行控制。
2.根据权利要求1所述的12V汽车应急启动电源，其特征在于：
当所述负载端的电压高于所述电池组模块的电压时，所述控制装置关断所述继电器。
3.根据权利要求1或2所述的12V汽车应急启动电源，其特征在于：所述继电器为电磁继电器。
4.根据权利要求1所述的12V汽车应急启动电源，其特征在于：
所述控制装置包括单片机，所述单片机的第一输出端与一恒流源相电连，所述恒流源与所述继电器相电连。
5.根据权利要求4所述的12V汽车应急启动电源，其特征在于：所述12V汽车应急启动电源还包括检测装置，所述检测装置包括连接在所述恒流源与所述单片机之间的第一反馈单元，连接在所述负载端与所述单片机之间的第二反馈单元。
6.根据权利要求5所述的12V汽车应急启动电源，其特征在于：在所述第二反馈单元与所述单片机之间还设置有信号转换装置。
7.根据权利要求1所述的12V汽车应急启动电源，其特征在于：在所述电池组模块与所述负载端之间还串接有短路保护装置。
8.根据权利要求1所述的12V汽车应急启动电源，其特征在于：所述12V汽车应急启动电源还包括设置在所述电池组模块与所述负载端之间且与所述控制装置相电连的电流旁路保护装置。
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