CN105914862A - 超级电容汽车启动电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超级电容汽车启动电源，涉及汽车电源技术领域，包括：电源壳体、超级电容模组、均衡控制电路、主控电路板、充放电管理单元、告警模块、显示单元、按键单元，所述超级电容模组、均衡控制电路、主控电路板、充放电管理单元置于电源壳体的内部，所述告警模块、显示单元、按键单元置于电源壳体的外部表面，所述超级电容模组、均衡控制电路、充放电管理单元、告警模块、显示单元、按键单元均与主控电路板电连接，工作状态受主控电路板的控制。本发明具有多模式智能充电、智能充电限流、智能充放电控制、超级电容过压保护功能，产品低温启动性能好，在‑40℃环境下能正常工作，具有存储时间长、启动输出功率大的优点。

Description

超级电容汽车启动电源

技术领域

本发明涉及汽车电源技术领域，尤其涉及一种超级电容汽车启动电源。

背景技术

汽车应急启动电源的主要功能是保证汽车在常温环境下能应急启动汽车，现有的汽车应急启动电源的一般使用铅酸电池或锂离子电芯组存储电能，使用温度范围为-20℃—60℃，正常情况下，蓄电池的电量可以平衡，但是由于汽车蓄电池老化、充电不足、长时间放置或者天气寒冷等原因，将导致蓄电池供电不足、发电机无法正常启动，在高温存储过程中会出现电芯起鼓、漏液甚至冒烟起火爆炸的情况，影响车辆的正常使用，若此时对车辆进行多次启动，还会对蓄电池和启动器造成一定的损害；为了解决上述问题，目前市场上出现了应急启动电源，其主要以铅酸电池和锂电池为主，但是两者都存在自耗电问题，储存一段时间后就会损失电量，如果不能及时补充电量，当需要应急时将无法使用。

因此，本领域的专业技术人员需要迫切解决的一个技术问题就是，如何创新的提出一种技术，使汽车应急启动电源满足适用温度范围大，安全性能高、启动功率大、适合长时间存储、使用安全的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种超级电容汽车启动电源，包括：

为电源系统提供容置空间和通孔的电源壳体；

储存电能的超级电容模组；

保护超级电容模组、电源系统内各元器件不受高压损坏的均衡控制电路；

控制电源系统各模块工作状态选择、工作参数设置、电气性能调整的主控电路板；

为电源系统提供充放电接口、充电管理和监测、放电控制的充放电管理单元；

为电源系统提供故障告警、进行声光提示的告警模块；

提供电源系统工作状态显示、系统照明输出的显示单元；

为电源系统提供手动控制的按键单元。

所述超级电容模组、均衡控制电路、主控电路板、充放电管理单元均置于电源壳体的内部，所述告警模块、显示单元、按键单元均置于电源壳体的外部表面，所述超级电容模组、均衡控制电路、充放电管理单元、告警模块、显示单元、按键单元均与主控电路板电连接，工作状态受主控电路板的控制。

进一步的，所述电源壳体包括上部用于提起电源壳体及内部设备的提手、前端左右两侧设有用于缠绕输出电源线的挂耳，后端设有用于固定用于启动发动机的正极点火夹与负极点火夹的卡槽。

进一步的，所述均衡控制电路包括实时监测电路系统内各模块电压参数的电压检测单元、放电回路单元和控制单元。

进一步的，所述主控电路板包括：电源系统的数据处理和控制中心MCU主控单元、汽车启动模块和控制电路，MCU主控单元分别与超级电容模组、均衡控制电路、充放电管理单元、告警模块、显示单元、按键单元电连接，并控制各模块的工作状态选择、工作参数设置、电气性能调整和应急情况处置，汽车启动模块包括压保护单元、充电限流保护单元和延时控制单元。

进一步的，所述充放电管理单元的接口部分包括车充充电接口、家充充电接口、太阳能充电接口、移动电源充电接口，充放电管理单元的控制部分包括电压检测单元、升压单元、充电管理单元和充放电自动控制单元。

进一步的，所述告警模块包括故障指示灯和蜂鸣器。

进一步的，所述显示单元包括LED指示灯模块、LED照明灯模块，所述LED指示灯模块包括充电状态、充电模式指示，所述LED照明灯模块具有照明、强光灯、爆闪和SOS求救四种模式。

进一步的，所述按键单元包括开关机按键、LED照明开关按键、充电模式选择按键。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

(1)本发明的超级电容汽车启动电源可通过家充充电器、汽车点烟器、太阳能充电器、移动电源、汽车铅酸电池方式进行充电，为使用者提供尽可能多的应急救援选择方案，满充电后自动切换为启动输出待机状态，并通过蜂鸣器发音提示；

(2)本发明的超级电容汽车启动电源可以在最低温度-40℃环境下正常工作，仍然可以作为应急救援工具提供车辆应急启动，适用于寒冷环境下车辆应急救援；

(3)本发明的超级电容汽车启动电源可使用于储存于汽车任何地方的应急启动电源，耐高温、安全性高、循环寿命长、长时间存储不损坏等特点；

(4)本发明的超级电容汽车启动电源整体轻巧，便于携带，易操作，且具备普通应急启动电源的功能。

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使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的超级电容汽车启动电源结构示意图；

图2是本发明的超级电容汽车启动电源主视图；

图3是本发明的超级电容汽车启动电源侧视图；

图4是本发明的超级电容汽车启动电源后视图；

图中：1电源壳体、11挂耳、12卡槽、13提手、2超级电容模组、3均衡控制电路、31电压检测单元、32放电回路单元、33控制单元、4主控电路板、41MCU主控单元、42汽车启动模块、43控制电路、5充放电管理单元、51车充充电接口、52家充充电接口、53太阳能充电接口、54移动电源充电接口、55电压检测单元、56升压单元、57充电管理单元、58充放电自动控制单元、6告警模块、61故障指示灯、62蜂鸣器、7显示单元、71LED指示灯模块、72LED照明灯模块、8按键单元、81开关机按键、82LED照明开关按键、83充电模式选择按键。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只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做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。

一种超级电容汽车启动电源，包括：

为电源系统提供容置空间和通孔的电源壳体1；储存电能的超级电容模组2；保护超级电容模组2、电源系统内各元器件不受高压损坏的均衡控制电路3；控制电源系统各模块工作状态选择、工作参数设置、电气性能调整的主控电路板4；为电源系统提供充放电接口、充电管理和监测、放电控制的充放电管理单元5；为电源系统提供故障告警、进行声光提示的告警模块6；提供电源系统工作状态显示、系统照明输出的显示单元7；为电源系统提供手动控制的按键单元8。

所述超级电容模组2、均衡控制电路3、主控电路板4、充放电管理单元5均置于电源壳体1的内部，所述告警模块6、显示单元7、按键单元8均置于电源壳体1的外部表面，所述超级电容模组2、均衡控制电路3、充放电管理单元5、告警模块6、显示单元7、按键单元8均与主控电路板4电连接，工作状态受主控电路板4的控制。

所述电源壳体1包括上部用于提起电源壳体及内部设备的提手13、前端左右两侧设有用于缠绕输出电源线的挂耳11，后端设有用于固定用于启动发动机的正极点火夹与负极点火夹的卡槽12。正极点火夹和负极点火夹分别与汽车电瓶的正负极连接，正极点火夹与负极点火夹均通过输出电源线与充放电管理单元5进行电连接。

所述均衡控制电路3包括实时监测电路系统内各模块电压参数的电压检测单元31、放电回路单元32和控制单元33，通过实时监测电路系统的电压数据、放电回路数据，并将数据传送至主控电路板4，主控电路板4分析采集的数据显示电源系统运行是否正常，并通过显示单元7显示电源系统运行状态。

所述主控电路板4包括：电源系统的数据处理和控制中心MCU主控单元41、汽车启动模块42和控制电路43，MCU主控单元41分别与超级电容模组2、均衡控制电路3、充放电管理单元5、告警模块6、显示单元7、按键单元8电连接，并控制各模块的工作状态选择、工作参数设置、电气性能调整和应急情况处置，汽车启动模块42包括压保护单元、充电限流保护单元和延时控制单元，汽车启动模块42与正极点火夹及负极点火夹电连接。

所述充放电管理单元5的接口部分包括车充充电接口51、家充充电接口52、太阳能充电接口53、移动电源充电接口54，充放电管理单元的控制部分包括电压检测单元55、升压单元56、充电管理单元57和充放电自动控制单元58，充放电管理单元5的四种充电接口有五种智能充电模式：车充充电模式、家充充电模式、太阳能充电模式、USB充电模式和快充充电模式，五种智能充电模式的选择方案，可以满足大部分情况下汽车应急启动需求，无论选择哪种充电模式，电压检测单元55检测充电电压，升压单元56在充电电压过低时进行升压处理，充放电管理单元57自动限制充电电流值大小，达到给超级电容器充电目的。当超级电容启动电源的正极点火夹和负极点火夹正确连接到亏电的汽车铅酸电池后，自动切换为快充充电模式，此时利用铅酸电瓶给超级电容启动电源进行充电，充电过程，LED充电状态指示灯红灯长亮，充电完毕后自动切换为绿灯常亮，开启蜂鸣器62，提示进入预备启动状态，开启汽车启动，启动成功后移除超级电容启动电源。

所述告警模块6包括故障指示灯61和蜂鸣器62。故障指示灯61在系统出现故障或告警情况时，红灯常亮，当无故障或告警时，绿灯常亮，当有故障或者告警时，蜂鸣器62响，当无故障或告警时，蜂鸣器62不响。当超级电容启动电源的正极点火夹和负极点火夹与汽车铅酸电池连接错误时，蜂鸣器62会一直鸣叫，故障指示灯61常亮红灯，直到超级电容启动电源的正极点火夹及负极点火夹与汽车铅酸电池连接正确后，自动停止报警模式。

所述显示单元7包括LED指示灯模块71、LED照明灯模块72，所述LED指示灯模块71包括充电状态、充电模式指示，所述LED照明灯模块72具有照明、强光灯、爆闪和SOS求救四种模式，四种模式的选择可通过LED照明开关按键82进行任意切换，用于夜晚检修汽车、防身或者求救等。

进一步的，所述按键单元8包括开关机按键81、LED照明开关按键82、充电模式选择按键83。开关机按键81用于控制超级电容汽车启动电源的启动和关闭，LED照明开关按键82控制LED照明灯的开关和照明模式的选择，充电模式选择按键83用于选择匹配充电管理路径。

以上对本发明所提供的一种超级电容汽车启动电源进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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)

1.一种超级电容汽车启动电源，其特征在于，包括：

为电源系统提供容置空间和通孔的电源壳体；

储存电能的超级电容模组；

保护超级电容模组、电源系统内各元器件不受高压损坏的均衡控制电路；

控制电源系统各模块工作状态选择、工作参数设置、电气性能调整的主控电路板；

为电源系统提供充放电接口、充电管理和监测、放电控制的充放电管理单元；

为电源系统提供故障告警、进行声光提示的告警模块；

提供电源系统工作状态显示、系统照明输出的显示单元；

为电源系统提供手动控制的按键单元；

所述超级电容模组、均衡控制电路、主控电路板、充放电管理单元均置于电源壳体的内部，所述告警模块、显示单元、按键单元均置于电源壳体的外部表面，所述超级电容模组、均衡控制电路、充放电管理单元、告警模块、显示单元、按键单元均与主控电路板电连接，工作状态受主控电路板的控制。

2.如权利要求1所述的超级电容汽车启动电源，其特征在于，所述电源壳体包括上部用于提起电源壳体及内部设备的提手、前端左右两侧设有用于缠绕输出电源线的挂耳，后端设有用于固定用于启动发动机的正极点火夹与负极点火夹的卡槽。

3.如权利要求1所述的超级电容汽车启动电源，其特征在于，所述均衡控制电路包括实时监测电路系统内各模块电压参数的电压检测单元、放电回路单元和控制单元。

4.如权利要求1所述的超级电容汽车启动电源，其特征在于，所述主控电路板包括：电源系统的数据处理和控制中心MCU主控单元、汽车启动模块和控制电路，MCU主控单元分别与超级电容模组、均衡控制电路、充放电管理单元、告警模块、显示单元、按键单元电连接，并控制各模块的工作状态选择、工作参数设置、电气性能调整和应急情况处置，汽车启动模块包括压保护单元、充电限流保护单元和延时控制单元。

5.如权利要求1所述的超级电容汽车启动电源，其特征在于，所述充放电管理单元的接口部分包括车充充电接口、家充充电接口、太阳能充电接口、移动电源充电接口，充放电管理单元的控制部分包括电压检测单元、升压单元、充电管理单元和充放电自动控制单元。

6.如权利要求1所述的超级电容汽车启动电源，其特征在于，所述告警模块包括故障指示灯和蜂鸣器。

7.如权利要求1所述的超级电容汽车启动电源，其特征在于，所述显示单元包括LED指示灯模块、LED照明灯模块，所述LED指示灯模块包括充电状态、充电模式指示，所述LED照明灯模块具有照明、强光灯、爆闪和SOS求救四种模式。

8.如权利要求1所述的超级电容汽车启动电源，其特征在于，所述按键单元包括开关机按键、LED照明开关按键、充电模式选择按键。