CN106252758A - 一种双源汽车启动电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双源汽车启动电池，包括一电池罩壳，电池罩壳内设有主电池和应急电池；主电池与主电池保护开关串联构成主电池电路；应急电池与应急电池保护开关串联构成应急电池电路；主电池电路的负极端与应急电池电路的负极端均与负极主触点连接；主电池电路与应急电池电路之间设有选择开关，其动触点与正极主触点连接，其第一静触点与主电池电路的正极端连接，其第二静触点与应急电池电路的正极端连接；应急电池电路的正极端与正极主触点之间设有第一二极管。本发明采用了主副两个电池，并通过二极管隔并联，可互为切换，当主电池出现故障时，可通过副电池实现应急点火，让汽车用户直接摆脱了因汽车电池故障导致的引擎点火障碍。

Description

一种双源汽车启动电池
技术领域
本发明属于汽车电池领域，具体而言，涉及一种双源汽车启动电池，既可应用于传统汽油车，同时也应用于电动汽车动力管理系统的应急供电。
背景技术
目前绝大多数的汽车还是采用铅酸电池作为启动电瓶，而且这些汽车启动电瓶内往往只包含了一个电池组。随着现在汽车的智能化发展，用电设施越来越多，因此铅酸电池的损坏率较高，而且受限于铅酸电池的特性，其寿命终止基本都是突发性的，故传统情况下就必须寻找他人救援，才能使车辆重新发动。
尤其是在商务公干或自驾旅行时，一旦汽车因电瓶故障从而导致无法发动引擎时，如果在没有备用电瓶或同行车辆搭电的情况下，人们只能向保险公司或警方求援，这不但消耗了大量的时间，还大大影响了公务或出游的心情。在相对偏远的地区，甚至可能涉及到人身安全。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种双源汽车启动电池，具备应急点火功能，让汽车用户直接摆脱因汽车电池故障导致的引擎点火障碍。
为达到上述技术目的及效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种双源汽车启动电池，包括一电池罩壳，所述电池罩壳上设置有正极主触点和负极主触点，所述电池罩壳内设置有主电池、主电池保护开关、应急电池、应急电池保护开关、第一二极管和选择开关；
所述主电池与所述主电池保护开关串联，构成主电池电路；所述应急电池与所述应急电池保护开关串联，构成应急电池电路；所述主电池电路的负极端与所述应急电池电路的负极端均与所述负极主触点连接；
所述主电池电路与所述应急电池电路之间设置有所述选择开关，所述选择开关由动触点、第一静触点和第二静触点组成，所述动触点与所述正极主触点连接，所述第一静触点与所述主电池电路的正极端连接，所述第二静触点与所述应急电池电路的正极端连接；
所述应急电池电路的正极端与所述正极主触点之间设置有所述第一二极管，所述第一二极管的输入端与所述正极主触点连接，所述第一二极管的输出端与所述应急电池电路的正极端连接。这时本发明的两个电池是一主一副的关系，平时使用主电池，当主电池出现故障或采取保护时，才切换到应急电池，临时应急使用，待到主电池的故障消除或取消保护时，则继续使用主电池。
进一步的，所述主电池电路的正极端与所述正极主触点之间还设置有第二二极管，所述第二二极管的输入端与所述正极主触点连接，所述第二二极管的输出端与所述主电池电路的正极端连接。这时本发明的两个电池是一用一备的关系，是等效关系，可以互相切换，平时使用第一个电池（主电池），第二个电池（应急电池）属于备用，当第一个电池出现亏电或永久性的损坏时，则立刻切换到第二个电池，待将第一个电池充满电或者更新后，第一个电池则作为备用电池。
进一步的，所述主电池为12V或24V的锂电池，所述应急电池为12V、24V或48V的锂电池。
进一步的，所述主电池保护开关和所述应急电池保护开关均为基于机械H桥的双保持继电器或其他基于机械开关的锂电池保护器，如本申请人在先申请的“一种基于机械H桥的双稳态磁保持桥式脱离继电器（专利号：ZL201620212815.0）。
本发明的工作原理如下：
1、一主一副关系
当主电池一切正常时，选择开关的动触点处于与第一静触点闭合，并与第二静触点断开的状态，此时主电池电路与应急电池电路为并联。若在此时进行汽车引擎点火（放电），则只消耗主电池中的电量，而应急电池由于第一二极管的单向导通性，无法输出电量。
当主电池出现亏电，或者因异常情况（过温、过放）导致主电池保护开关断开时，司机可以通过调节选择开关，将选择开关的动触点从第一静触点切换到第二静触点，此时主电池电路开路，而应急电池电路的输出线路导通，汽车电池通过其中的应急电池给引擎点火。
当引擎成功启动后，将选择开关复位，选择开关的动触点与第二静触点断开，并重新与第一静触点闭合，此时主电池电路与应急电池电路又为并联状态。若主电池当初为亏电的情况，则引擎启动后可直接对主电池和应急电池进行同时充电；若主电池当初为过温、过放的情况，则应急电池可直接进行充电，主电池也只需等待温度降低，主电池保护开关恢复后，即可进行充电。
2、一用一备关系
例如，将主电池作为使用电池，应急电池作为备用电池时，选择开关的动触点处于与第一静触点闭合，并与第二静触点断开的状态。则由于二极管的单向导通性，此时汽车引擎点火所需的电只通过主电池提供，而当车辆行驶时，汽车发动机则又可同时为主电池和应急电池充电。
当主电池因司机忘记关断用电器引起亏电，而导致无法启动时，或主电池出现永久性损坏时，司机可以通过调节选择开关，将选择开关的动触点从第一静触点切换到第二静触点，此时应急电池将为汽车引擎点火进行供电。当引擎成功启动后，司机无需将选择开关复位，应急电池则直接作为使用电池。
当车辆行驶时，汽车发动机则可同时为正常的应急电池充电，又可为亏电的主电池充电。若主电池当初为亏电的情况，则待亏电的主电池充充满电后，作为备用电池；若主电池当初为永久性损坏，则待更换主电池后，更新后的主电池作为备用电池。
本发明的有益效果如下：
本发明采用了主副两个电池，并将两者通过第一二极管隔并联，使其具备应急点火功能。在汽车行驶时，主副电池共同接受汽车发动机充电，当主电池采取断开保护或出现因忘关用电器而引起的亏电时，可通过接通副电池，实现应急点火，避免了道路救援的麻烦，让汽车用户直接摆脱了因汽车电池故障导致的引擎点火障碍，并且重新点火之后，因电池设有亏电保护，可由汽车发电机恢复亏电电池，让汽车回到正常的工作状态。
本发明的主副电池均采用了锂电池，由于在相同电池容量的前提下，锂电池的体积是铅酸电池的二分之一或三分之一，因此在使用主副两个电池的情况下，本发明的汽车电池罩壳依旧可以做到与现有传统汽车电瓶的大小完全一致，而且除了正负电极之外，整个电池罩壳上没有其余接口，用户可以直接将现有铅酸电池进行替换，无需对车辆进行改动。
本发明的电池保护开关采用了基于脱桥双保持继电器或其他基于机械开关的锂电池保护器，这是因为汽车启动点火环境极其恶劣，伴随着大电流和高电压，因此控制开关必须是如继电器之类的机械开关。就如本申请人在先申请的“一种基于机械H桥的双稳态磁保持桥式脱离继电器（专利号：ZL201620212815.0）”，这种继电器可通过接触开关组件进行转相换位，致使继电器可以处于两个不同的稳态。而且这种继电器属于瞬间激励，不需要过多考虑电路的承载能力和线圈的过载能力，在使用中线圈不会出现发热现象，从根本导航杜绝了线圈发热的问题。
本发明的主副电池均采用了锂电池，由于锂电池的特性，有别于传统铅酸电池，锂电池的寿命不再是突发性终止，而是慢损坏，可长期支持使用。经试验预计，本发明的汽车启动电池的使用寿命可超过10年，可支持20~50万次的点火。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的一种实施例的电路结构示意图；
图2为本发明的另一种实施例的电路结构示意图；
图3为本发明的外部结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
实施例 1
参见图1和图3所示，一种双源汽车启动电池，包括一电池罩壳1，所述电池罩壳1上设置有正极主触点2和负极主触点3，所述电池罩壳1内设置有主电池4、主电池保护开关5、应急电池6、应急电池保护开关7、第一二极管8和选择开关9；
所述主电池4与所述主电池保护开关5串联，构成主电池电路；所述应急电池6与所述应急电池保护开关7串联，构成应急电池电路；所述主电池电路的负极端与所述应急电池电路的负极端均与所述负极主触点3连接；
所述主电池电路与所述应急电池电路之间设置有所述选择开关9，所述选择开关9由动触点903、第一静触点901和第二静触点902组成，所述动触点903与所述正极主触点2连接，所述第一静触点901与所述主电池电路的正极端连接，所述第二静触点902与所述应急电池电路的正极端连接；
所述应急电池电路的正极端与所述正极主触点2之间还设置有所述第一二极管8，所述第一二极管8的输入端与所述正极主触点2连接，所述第一二极管8的输出端与所述应急电池电路的正极端连接。
本发明的两个电池是一主一副的关系，平时使用主电池，当主电池出现故障或采取保护时，才切换到应急电池，临时应急使用，待到主电池的故障消除或取消保护时，则继续使用主电池。
进一步的，所述主电池4为12V或24V的锂电池，所述应急电池6为12V、24V或48V的锂电池。
进一步的，所述主电池保护开关5和所述应急电池保护开关7均为基于机械H桥的双保持继电器或其他基于机械开关的锂电池保护器，如本申请人在先申请的“一种基于机械H桥的双稳态磁保持桥式脱离继电器（专利号：ZL201620212815.0）。
本实施例的工作原理如下：
当主电池一切正常时，选择开关的动触点处于与第一静触点闭合，并与第二静触点断开的状态，此时主电池电路与应急电池电路为并联。若在此时进行汽车引擎点火（放电），则只消耗主电池中的电量，而应急电池由于第一二极管的单向导通性，无法输出电量。
当主电池出现亏电，或者因异常情况（过温、过放）导致主电池保护开关断开时，司机可以通过调节选择开关，将选择开关的动触点从第一静触点切换到第二静触点，此时主电池电路开路，而应急电池电路的输出线路导通，汽车电池通过其中的应急电池给引擎点火。
当引擎成功启动后，将选择开关复位，选择开关的动触点与第二静触点断开，并重新与第一静触点闭合，此时主电池电路与应急电池电路又为并联状态。若主电池当初为亏电的情况，则引擎启动后可直接对主电池和应急电池进行同时充电；若主电池当初为过温、过放的情况，则应急电池可直接进行充电，主电池也只需等待温度降低，主电池保护开关恢复后，即可进行充电。
实施例 2
参见图2和图3所示，一种双源汽车启动电池，包括一电池罩壳1，所述电池罩壳1上设置有正极主触点2和负极主触点3，所述电池罩壳1内设置有主电池4、主电池保护开关5、应急电池6、应急电池保护开关7、第一二极管8和选择开关9；
所述主电池4与所述主电池保护开关5串联，构成主电池电路；所述应急电池6与所述应急电池保护开关7串联，构成应急电池电路；所述主电池电路的负极端与所述应急电池电路的负极端均与所述负极主触点3连接；
所述主电池电路与所述应急电池电路之间设置有所述选择开关9，所述选择开关9由动触点903、第一静触点901和第二静触点902组成，所述动触点903与所述正极主触点2连接，所述第一静触点901与所述主电池电路的正极端连接，所述第二静触点902与所述应急电池电路的正极端连接；
所述应急电池电路的正极端与所述正极主触点2之间设置有所述第一二极管8，所述第一二极管8的输入端与所述正极主触点2连接，所述第一二极管8的输出端与所述应急电池电路的正极端连接；
所述主电池电路的正极端与所述正极主触点2之间设置有第二二极管10，所述第二二极管10的输入端与所述正极主触点2连接，所述第二二极管10的输出端与所述主电池电路的正极端连接。
本发明的两个电池是一用一备的关系，是等效关系，可以互相切换，平时使用第一个电池（主电池），第二个电池（应急电池）属于备用，当第一个电池出现亏电或永久性的损坏时，则立刻切换到第二个电池，待将第一个电池充满电或者更新后，第一个电池则作为备用电池。
进一步的，所述主电池4为12V或24V的锂电池，所述应急电池6为12V、24V或48V的锂电池。
进一步的，所述主电池保护开关5和所述应急电池保护开关7均为基于机械H桥的双保持继电器或其他基于机械开关的锂电池保护器，如本申请人在先申请的“一种基于机械H桥的双稳态磁保持桥式脱离继电器（专利号：ZL201620212815.0）。
本实施例的工作原理如下：
例如，将主电池作为使用电池，应急电池作为备用电池时，选择开关的动触点处于与第一静触点闭合，并与第二静触点断开的状态。则由于二极管的单向导通性，此时汽车引擎点火所需的电只通过主电池提供，而当车辆行驶时，汽车发动机则又可同时为主电池和应急电池充电。
当主电池因司机忘记关断用电器引起亏电，而导致无法启动时，或主电池出现永久性损坏时，司机可以通过调节选择开关，将选择开关的动触点从第一静触点切换到第二静触点，此时应急电池将为汽车引擎点火进行供电。当引擎成功启动后，司机无需将选择开关复位，应急电池则直接作为使用电池。
当车辆行驶时，汽车发动机则可同时为正常的应急电池充电，又可为亏电的主电池充电。若主电池当初为亏电的情况，则待亏电的主电池充充满电后，作为备用电池；若主电池当初为永久性损坏，则待更换主电池后，更新后的主电池作为备用电池。
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 (4)

1.一种双源汽车启动电池，其特征在于：包括一电池罩壳（1），所述电池罩壳（1）上设置有正极主触点（2）和负极主触点（3），所述电池罩壳（1）内设置有主电池（4）、主电池保护开关（5）、应急电池（6）、应急电池保护开关（7）、第一二极管（8）和选择开关（9）；
所述主电池（4）与所述主电池保护开关（5）串联，构成主电池电路；所述应急电池（6）与所述应急电池保护开关（7）串联，构成应急电池电路；所述主电池电路的负极端与所述应急电池电路的负极端均与所述负极主触点（3）连接；
所述主电池电路与所述应急电池电路之间设置有所述选择开关（9），所述选择开关（9）由动触点（903）、第一静触点（901）和第二静触点（902）组成，所述动触点（903）与所述正极主触点（2）连接，所述第一静触点（901）与所述主电池电路的正极端连接，所述第二静触点（902）与所述应急电池电路的正极端连接；
所述应急电池电路的正极端与所述正极主触点（2）之间还设置有所述第一二极管（8），所述第一二极管（8）的输入端与所述正极主触点（2）连接，所述第一二极管（8）的输出端与所述应急电池电路的正极端连接。
2.根据权利要求1所述的双源汽车启动电池，其特征在于：所述主电池电路的正极端与所述正极主触点（2）之间设置有第二二极管（10），所述第二二极管（10）的输入端与所述正极主触点（2）连接，所述第二二极管（10）的输出端与所述主电池电路的正极端连接。
3.根据权利要求1或2所述的双源汽车启动电池，其特征在于：所述主电池（4）为12V或24V的锂电池，所述应急电池（6）为12V、24V或48V的锂电池。
4.根据权利要求1或2所述的双源汽车启动电池，其特征在于：所述主电池保护开关（5）和所述应急电池保护开关（7）均为基于机械H桥的双保持继电器或其他基于机械开关的锂电池保护器。
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