CN105730242B - 一种基于辅助引擎的充电系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及充电领域，尤其涉及一种基于辅助引擎的充电系统及方法。应用于所述充电系统为充电汽车的工作电路供电的过程中，充电电池单元，为所述工作电路提供电能；驱动单元，分别与所述充电电池单元、一电源连接，利用所述电源驱动所述充电电池单元的充电；微控制单元，分别与所述充电电池单元、所述驱动单元连接，采集所述充电电池单元的充电信息产生驱动信号，并且所述驱动单元根据所述驱动信号控制所述充电电池的充电情况；辅助引擎单元，分别与所述微控制单元、所述工作电路连接，当所述充电电池单元故障时，所述辅助引擎单元根据所述驱动信号的控制，为所述工作电路提供电能。

Description

一种基于辅助引擎的充电系统及方法
技术领域
本发明涉及充电领域，尤其涉及一种基于辅助引擎的充电系统及方法。
背景技术
目前，充电汽车已经广泛应用在日常生活中，但是在日常的使用中，由于充电电池的老化或者忘记关掉充电汽车上的用电器等原因，使得充电汽车的充电电池处于欠压状态。
如果是因为充电电池电量低的原因使得充电电池处于欠压状态，则为充电电池充电一段时间即可恢复充电汽车的使用，反之，如果是因为充电电池老化的原因，即便充电一段时间，充电汽车也无法再次启动，如果此时充电汽车所处的位置不便于维修，这就为汽车使用者带来了不便。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于辅助引擎的充电系统及方法，能够在充电电池老化的情况下，继续使用充电汽车。
本发明采用如下技术方案：
一种基于辅助引擎的充电系统，应用于所述充电系统为充电汽车的工作电路供电的过程中，所述充电系统包括：
充电电池单元，为所述工作电路提供电能；
驱动单元，分别与所述充电电池单元、一电源连接，利用所述电源驱动所述充电电池单元的充电；
微控制单元，分别与所述充电电池单元、所述驱动单元连接，采集所述充电电池单元的充电信息产生驱动信号，并且所述驱动单元根据所述驱动信号控制所述充电电池的充电情况；
辅助引擎单元，分别与所述微控制单元、所述工作电路连接，当所述充电电池单元故障时，所述辅助引擎单元根据所述驱动信号的控制，为所述工作电路提供电能。
优选的，所述充电系统还包括：
变压器单元，与所述驱动单元连接，当所述驱动单元驱动所述电源为所述充电电池单元充电时，所述变压器单元调节所述电源的电压；
整流单元，分别与所述变压器单元、所述充电电池单元连接，对所述变压器单元调节的电压进行整流。
优选的，所述变压器单元包括：高频变压器或工频变压器。
优选的，所述充电信息包括充电电流和/或充电电压和/或充电温度。
优选的，所述驱动单元包括晶闸管和/或继电器。
优选的，所述充电系统还包括：
散热单元，分别与所述微控制单元、所述充电电池单元连接，根据所述驱动信号的控制对所述充电电池单元进行散热。
优选的，所述辅助引擎单元包括：
能量存储模块，能够与一电源连接，利用所述电源为所述能量存储模块充电，并且所述能量存储模块还为所述工作电路提供电能；
逆接保护模块，分别与所述能量存储模块、所述工作电路连接，防止提供给所述工作电路的电流回流至所述能量存储模块中；
短路保护模块，与所述能量存储模块连接，防止所述能量存储单元短路。
优选的，所述能量存储模块为锂电池或铅酸电池或超级电容。
优选的，所述充电系统还包括：
显示单元，与所述微控制单元连接，根据所述驱动信号显示充电情况。
一种基于辅助引擎的充电方法，应用于对充电汽车的工作电路供电的过程中，所述充电方法包括：
一电源在一驱动单元的驱动下对一充电电池单元进行充电；
一微控制单元根据所述充电电池单元的充电信息产生驱动信号；
所述驱动单元根据所述驱动信号对所述充电池单元的充电情况进行调节；
当所述充电电池单元故障时，一辅助引擎单元根据所述驱动信号启动，所述辅助引擎单元为所述工作电路提供电能。
优选的，所述电源在所述驱动单元的驱动下对所述充电电池单元进行充电的步骤中：
一变压器单元调节所述电源的电压；
一整流单元对所述变压器调节的电压进行整流。
优选的，所述充电方法还包括：
显示单元根据所述驱动信号将充电情况显示。
本发明的有益效果是：
本发明中可以解决兼容两种原因产生的欠压状态，对于只是欠压的充电电池，充电系统在完成一定的充电时间后，即可以启动充电汽车；当充电电池故障时，启动辅助引擎单元为充电汽车的工作电路提供电能，保证充电汽车的继续使用，避免了充电汽车由于所处位置带来的维修不便，汽车使用者可以利用辅助引擎单元提供的电能将充电汽车开到附近的维修处进行维修，本发明为充电汽车的及时维修提供了便利。
附图说明
图1为本发明一种基于辅助引擎的充电系统的结构示意图；
图2为本发明一种基于辅助引擎的充电方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本发明对于充电电池性能不行导致无法启动的充电汽车(以下可以简称为汽车)，在充电一定时间后，可以发动汽车，当汽车的启动过程中，如果发现充电电池单元的电压故障(例如：低于一定的值等)，会启动辅助引擎单元，多时间供出一个大的电流给汽车的工作电路，使得汽车继续工作。
实施例一
本实施例提供了一种基于辅助引擎的充电系统，如图1所示，该充电系统包括：充电电池单元，充电电池单元可以为汽车的充电电池，为汽车的工作电路提供电能，本实施例的充电系统还包括一电源，该电源能够为充电电池单元充电，在电源和充电电池单元之间连接有一驱动单元，驱动单元主要用于驱动充电电池单元的充电。
其中驱动单元可以是晶闸管(即可控硅)或者继电器等开关器件，驱动单元的具体工作过程将在后文进行详述。
进一步的，本实施例中的电源提供的电压可能并不一定适用于汽车的供电电路需要的电压，所以需要一变压器单元进行电压调节，之后再由一整流单元对变压器单元调节后的电压进行整流，即电源依次通过驱动单元、变压器单元、整流单元与充电电池单元连接，需要说明的是变压器单元可以为变压器，变压器的一次侧绕组与驱动单元连接，变压器的二次侧绕组与整流单元连接。
本实施例中，变压器单元可以包括一个高频变压器，高频变压器能够实现充电电池单元的恒流，恒压，浮充等充电方式，此外，变压器单元可以包括一个工频变压器，工频变压器能够实现电池充电单元的恒流、恒压充电方式。此外整流单元可以为二极管整流电路，以实现对变压器二次侧绕组输出的电压进行整流。
本实施例的充电系统还包括一微控制器(MCU)，该微控制器分别与驱动单元、充电电池单元连接，微控制器采集充电电池单元的充电信息，根据该充电信息生成驱动信号，驱动单元根据该驱动信号对充电电池单元的充电电压、充电电流等参数进行调节，这一过程相当于一个反馈网络，微控制器能够实时的采集充电电池单元中的充电信息，并且驱动单元能够根据此充电信息生成的驱动信号进行调节。
对于上述的反馈网络的实际应用场景，本实施例进行举例说明，例如驱动单元为MOS管，充电电池单元为电池，变压器单元为变压器，由于本实施例的应用场景为举例说明，并非实际应用场景，实际反馈网络中的元件可以根据实际情况进行设定，MOS管的源极与电源连接，漏极与变压器的一次侧绕组连接，栅极接入微控制器的驱动信号，MOS管可以根据微控制器的驱动信号导通与截止。
当MOS管导通时，电源的电流能够流过MOS管，即电源能够为电池充电，当MOS管截止的时候电源不能够为电池充电，优选的，微控制单元能够根据采集到的充电信息对MOS管的占空比进行调节，进而对电池的充电进行脉宽调制(PWM)，以实现对电池的恒流、恒压浮充等方式的充电。
在上述应用场景的基础上，驱动单元还可以包括一继电器，继电器的线圈与微控制单元连接，驱动信号能够控制线圈的得电和失电，继电器的常开触点连接在电源和电池之间的任何位置，通过继电器线圈的得电和失电控制电源和电池之间的连接与否，即决定电源是否能够为电池充电。由上可知，继电器决定了电源与电池之间的连接与否，MOS管可以调节电池的充电情况。
进一步的，充电电池单元还与一散热单元连接，散热单元可以为一散热风机，并且散热风机的转动可以根据微控制单元的控制，即散热风机根据驱动信号的驱动进行转动，微控制单元还可以通过一晶体管等开关器件调节散热风机的转速等参数。
微控制单元与散热单元连接，微控制单元采集充电电池单元的温度，微控制单元根据采集的温度生成驱动信号，并且散热模块根据驱动信号启动，对充电电池单元进行散热。
本实施例的充电系统中还包括一辅助引擎单元，该辅助引擎单元主要用于在充电电池单元出现老化等故障情况时，替代充电电池单元为汽车的工作电路供电。
辅助引擎单元的工作模式为：电源在驱动单元的驱动下对充电电池单元进行充电，在充电一段时间后可以启动汽车，当人为的启动汽车时，微控制单元会采集充电电池单元的电压、电流等，当采集的电压或者电流等参数不在正常范围内时，例如低于某一设定值等，MCU即控制辅助引擎单元启动，为工作电路提供电能。
本实施例中，辅助引擎单元包括：能量存储模块、逆接保护模块、短路保护模块，其中，能量存储模块，能够与电源连接，利用电源为能量存储模块充电，并且该能量存储模块还为工作电路提供电能；逆接保护模块，分别与能量存储模块、工作电路连接，防止提供给工作电路的电流回流至能量存储模块中；短路保护模块，与能量存储模块连接，防止能量存储单元短路。优选的，所述能量存储模块为锂电池或铅酸电池或超级电容。
进一步的，本实施例的充电系统还包括：显示单元，显示单元与微控制单元连接，根据所述驱动信号显示充电的情况，显示单元可以显示的内容可以有很多，例如充电电池单元充电的电量情况，辅助引擎单元的放电情况等。
本实施例中的辅助引擎单元实际上相当于一个备用的电池，能够在充电电池单元发生老化等故障的时候启动，使得汽车能够继续运行一段时间，短时间内不会影响汽车的使用。
实施例二
基于实施例一中的充电系统，本实施例提供了一种基于辅助引擎的充电方法，如图2所示，该充电方法包括：
一电源在一驱动单元的驱动下对一充电电池单元进行充电；
一微控制单元根据所述充电电池单元的充电信息产生驱动信号；
所述驱动单元根据所述驱动信号对所述充电池单元的充电情况进行调节；
当所述充电电池单元故障时，一辅助引擎单元根据所述驱动信号启动，所述辅助引擎单元为所述工作电路提供电能。
本发明一个较佳的实施例中，所述电源在所述驱动单元的驱动下对所述充电电池单元进行充电的步骤中：
一变压器单元调节所述电源的电压；
一整流单元对所述变压器调节的电压进行整流。
本发明一个较佳的实施例中，所述充电方法还包括：
显示单元根据所述驱动信号将充电情况显示。
本实施例中，电源依次通过驱动单元、变压器单元、整流单元为充电电池单元充电，微控制单元采集充电电池单元的充电信息，其中充电信息可以包括充电电压信息、充电电流信息、充电温度信息，微控制单元根据充电信息产生驱动信号，例如，微控制单元根据充电电压信息产生驱动信号至驱动单元，驱动单元根据驱动信号调节充电电压，使得充电电池单元恒压充电。
相应的，微控制单元采集充电电池单元的充电温度信息，微控制单元根据充电温度信息产生驱动信号至散热单元，散热单元利用驱动信号对充电电池单元进行散热。
此外，当充电电池单元出现故障的时候，电源通过上述方式对充电电池单元充电了一端时间，汽车仍然无法启动，微控制单元采集到的充电电池的充电信息不会在一个正常的范围内，微控制单元会通过驱动信号启动辅助引擎单元为汽车的工作电路供电，即通过一辅助引擎单元替代电池充电单元为工作电路充电。
之后，由显示单元将上述充电系统中的充电情况显示出来，例如显示的内容可以是充电时间、充电电量等，也可以是启动辅助引擎单元的情况，显示的内容此处进行的是不完全列举，具体显示内容可以根据实际情况进行设定。
综上所述，本发明中可以解决兼容两种原因产生的欠压状态，对于只是欠压的充电电池，充电系统在完成一定的充电时间后，即可以启动充电汽车；当充电电池故障时，启动辅助引擎单元为充电汽车的工作电路提供电能，保证充电汽车的继续使用，避免了充电汽车由于所处位置带来的维修不便，汽车使用者可以利用辅助引擎单元提供的电能将充电汽车开到附近的维修处进行维修，本发明为充电汽车的及时维修提供了便利。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (11)

1.一种基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，应用于所述充电系统为充电汽车的工作电路供电的过程中，所述充电系统包括：
充电电池单元，为所述工作电路提供电能；
驱动单元，分别与所述充电电池单元、一电源连接，利用所述电源驱动所述充电电池单元的充电；
微控制单元，分别与所述充电电池单元、所述驱动单元连接，采集所述充电电池单元的充电信息以产生驱动信号，并且所述驱动单元根据所述驱动信号控制所述充电电池的充电情况；
辅助引擎单元，分别与所述微控制单元、所述工作电路连接，当所述充电电池单元故障时，所述辅助引擎单元根据所述驱动信号的控制，为所述工作电路提供电能；
所述辅助引擎单元包括：
能量存储模块，能够与一电源连接，利用所述电源为所述能量存储模块充电，并且所述能量存储模块还为所述工作电路提供电能；
逆接保护模块，分别与所述能量存储模块、所述工作电路连接，防止提供给所述工作电路的电流回流至所述能量存储模块中；
短路保护模块，与所述能量存储模块连接，防止所述能量存储模块短路。
2.根据权利要求1所述的基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括：
变压器单元，与所述驱动单元连接，当所述驱动单元驱动所述电源为所述充电电池单元充电时，所述变压器单元调节所述电源的电压；
整流单元，分别与所述变压器单元、所述充电电池单元连接，对所述变压器单元调节的电压进行整流。
3.根据权利要求2所述的基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，所述变压器单元包括：高频变压器或工频变压器。
4.根据权利要求1所述的基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，所述充电信息包括充电电流和/或充电电压和/或充电温度。
5.根据权利要求1所述的基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，所述驱动单元包括晶闸管和/或继电器。
6.根据权利要求1所述的基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括：
散热单元，分别与所述微控制单元、所述充电电池单元连接，根据所述驱动信号的控制对所述充电电池单元进行散热。
7.根据权利要求1所述的基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，所述能量存储模块为锂电池或铅酸电池或超级电容。
8.根据权利要求1所述的基于辅助引擎的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括：
显示单元，与所述微控制单元连接，根据所述驱动信号显示充电情况。
9.一种基于辅助引擎的充电方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任一所述的基于辅助引擎的充电系统，应用于对充电汽车的工作电路供电的过程中，所述充电方法包括：
一电源在一驱动单元的驱动下对一充电电池单元进行充电；
一微控制单元根据所述充电电池单元的充电信息产生驱动信号；
所述驱动单元根据所述驱动信号对所述充电池单元的充电情况进行调节；
当所述充电电池单元故障时，一辅助引擎单元根据所述驱动信号启动，所述辅助引擎单元为所述工作电路提供电能。
10.根据权利要求9所述的基于辅助引擎的充电方法，其特征在于，所述电源在所述驱动单元的驱动下对所述充电电池单元进行充电的步骤中：
一变压器单元调节所述电源的电压；
一整流单元对所述变压器调节的电压进行整流。
11.根据权利要求9所述的基于辅助引擎的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：
显示单元根据所述驱动信号将充电情况显示。
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