CN113394486A - 一种应急启动电源预热控制系统和方法 - Google Patents

一种应急启动电源预热控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种应急启动电源预热控制系统和方法，通过环境温度检测单元检测外部环境的温度，通过电池温度检测单元检测应急启动电源的温度，通过MCU单元根据外部环境的温度和应急启动电源的温度控制所述MOS控制单元预热应急启动电源。本发明在低温环境下根据不同的温度环境智能选择预热方案，最大程度地保护了应急启动电源的电池；本发明既可以手动预热应急启动电源也可以自动预热应急启动电源，预热方式多样灵活；本发明使用方便智能，具有较高的实用价值。

Description

一种应急启动电源预热控制系统和方法
技术领域
本发明属于电源领域，具体涉及一种应急启动电源预热控制系统和方法。
背景技术
汽车的普及给人们的生活出行带来了很大的便利，但在汽车使用的过程中会出现一些问题，例如：
(1)恶劣的环境(比如北方的寒冷天气)会造成汽车蓄电池放电能力不足，导致汽车无法启动成功；
(2)虽然有的汽车应急启动电源已经带有预热功能，但是单纯的对应急启动电源的电池内加热膜通电会对应急启动电源的电池造成损害。因为此时加热膜的端电压为应急启动电源电池的电压，一般应急启动电源电池电压为12V或者24V，加热电流非常大，会导致应急启动电源电池损伤或者损害应急启动电源的电池加热膜。
因此，如何在低温环境下对应急启动电源进行预热，最大程度的保护应急启动电源的电池成为亟待解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种应急启动电源预热控制系统，本发明的另一个目的是提供一种应急启动电源预热控制方法，本发明的再一个目的是提供一种应急启动电源。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一个方面提供了一种应急启动电源预热控制系统，所述控制系统包括MCU单元、环境温度检测单元、电池温度检测单元和MOS控制单元，所述MCU单元分别与所述电池温度检测单元、环境温度检测单元、MOS控制单元连接，其中：
所述环境温度检测单元用于检测外部环境的温度；
所述电池温度检测单元用于检测所述应急启动电源的温度；
所述MCU单元根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度控制所述MOS控制单元预热所述应急启动电源。
优选地，所述控制系统还包括A/D单元，所述环境温度检测单元和所述电池温度检测单元通过所述A/D单元与所述MCU单元连接。
优选地，所述控制系统还包括按键检测单元，所述控制系统通过所述按键检测单元手动开始预热所述应急启动电源。
优选地，所述控制系统当所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度达到预先设定的预热条件时，通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车的电池的正负极连接自动开始预热所述应急启动电源。
优选地，所述MOS控制单元与所述应急启动电源的电池加热膜连接，所述MOS控制单元根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比，根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
优选地，所述MCU单元预先设置至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值和与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比，将所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度与所述区间值比较，确定导通周期与占空比，根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
优选地，所述控制系统还包括信息显示单元，所述信息显示单元与所述MCU单元连接，用于当所述控制系统出现故障或异常时显示报警信息。
本发明的另一个方面提供了一种应急启动电源预热控制方法，应用于如前述的应急启动电源预热控制系统，所述控制方法包括以下步骤：
检测所述应急启动电源的温度和外部环境的温度；
根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度预热所述应急启动电源。
优选地，所述控制方法包括：
通过按键手动开始预热所述应急启动电源。
优选地，所述控制方法包括：
当所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度达到预先设定的预热条件时，通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车的电池的正负极连接自动开始预热所述应急启动电源。
优选地，所述根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度预热所述应急启动电源，包括：
根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比；
根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
优选地，所述根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比，包括：
预先设置至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值和与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比；
将所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度与所述区间值比较，确定导通周期与占空比。
优选地，所述控制方法还包括出现故障或异常时显示报警信息。
本发明的再一个方面提供了一种应急启动电源，包括前述的应急启动电源预热控制系统。
本发明的应急启动电源预热控制系统和方法，通过环境温度检测单元检测外部环境的温度，通过电池温度检测单元检测应急启动电源的温度，通过MCU单元根据外部环境的温度和应急启动电源的温度控制MOS控制单元预热应急启动电源。本发明在低温环境下根据不同的温度环境智能选择预热方案，最大程度地保护了应急启动电源的电池；本发明既可以手动预热应急启动电源也可自动预热应急启动电源，预热方式多样灵活；本发明使用方便智能，具有较高的实用价值。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更加清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1为本发明的一个实施例的应急启动电源预热控制系统的系统结构图；
图2为本发明的一个实施例的应急启动电源预热控制系统的工作流程图；
图3为本发明的另一个实施例的应急启动电源预热控制系统的工作流程图；
附图标记说明：
1：MCU单元；2：环境温度检测单元；3：电池温度检测单元；4：MOS控制单元；5：A/D单元；6：按键检测单元；7：信息显示单元。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述具体实施例。然而，本技术领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
实施例一：
本实施例提供了一种应急启动电源预热控制系统，请参阅图1，所述控制系统包括MCU单元1、环境温度检测单元2、电池温度检测单元3和MOS控制单元4，所述MCU单元1分别与所述电池温度检测单元3、环境温度检测单元2、MOS控制单元4连接，其中：
所述环境温度检测单元2用于检测外部环境的温度；
所述电池温度检测单元3用于检测所述应急启动电源的温度；
所述MCU单元1根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度控制所述MOS控制单元4预热所述应急启动电源。
在本实施例中，所述控制系统还包括A/D单元5，所述环境温度检测单元2和所述电池温度检测单元3通过所述A/D单元5与所述MCU单元1连接。具体地，所述A/D单元5用于将所述外部环境的温度、所述应急启动电源的温度的模拟信号转化为数字信号输出至所述MCU单元1。
在本实施例中，所述控制系统还包括按键检测单元6，所述控制系统通过所述按键检测单元6手动开始预热所述应急启动电源。具体地，当用户需要在户外使用所述应急启动电源时，在不需要连接汽车蓄电池的情况下，通过所述按键检测单元6进入预热功能，提前对所述应急启动电源的电池进行预热，预热成功后即可到现场启动汽车，节省用户现场等待时间，所述通过所述按键检测单元6进入预热功能的方式为手动预热模式。
在本实施例中，当所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度达到预先设定的预热条件时，通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车的电池的正负极连接自动开始预热所述应急启动电源。具体地，当用户需要使用所述应急启动电源时，将所述应急启动电源夹子的正负极连接汽车电池的正负极，利用所述汽车电池电压自动唤醒所述控制系统，所述控制系统实时检测所述应急启动电源电池的温度和外部环境温度，在满足所述预热条件后禁止用户使用启动功能，优先对所述应急启动电源的电池进行预热，达到保护所述应急启动电源电池、提高电池使用寿命的目的，所述通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车电池的正负极连接唤醒所述控制系统的方式为自动预热模式。
在本实施例中，所述MOS控制单元4与所述应急启动电源的电池加热膜连接，所述MOS控制单元4根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比，根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
在本实施例中，所述MCU单元1预先设置至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值和与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比，将所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度与所述区间值比较，确定导通周期与占空比，根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。具体地，所述预先设置的至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值为预热条件，所述与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比为预热方案，通过软件算法设计所述预热条件和所述预热方案并将所述预热条件和所述预热方案存储在所述MCU单元1中。
在本实施例中，所述控制系统还包括信息显示单元7，所述信息显示单元7与所述MCU单元连接，用于当所述控制系统出现故障或异常时显示报警信息。
实施例二：
本实施例提供了一种应急启动电源预热控制方法，应用于前述的应急启动电源预热控制系统，请参阅图2，所述控制方法包括以下步骤：
检测所述应急启动电源的温度和外部环境的温度S1；
根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度预热所述应急启动电源S2。
在本实施例中，所述控制方法包括通过按键手动开始预热所述应急启动电源。具体地，当用户需要在户外使用所述应急启动电源时，在不需要连接汽车蓄电池的情况下，通过按键进入预热功能，提前对所述应急启动电源的电池进行预热，预热成功后即可到现场启动汽车，节省用户现场等待时间，所述通过按键进入预热功能的方式为手动预热模式。
在本实施例中，所述控制方法包括，当所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度达到预先设定的预热条件时，通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车的电池的正负极连接自动开始预热所述应急启动电源。具体地，当用户需要使用所述应急启动电源时，将所述应急启动电源夹子的正负极连接汽车电池的正负极，利用所述汽车电池电压自动唤醒所述控制系统，实时检测所述应急启动电源电池的温度和外部环境温度，在满足所述预热条件后禁止用户使用启动功能，优先对所述应急启动电源的电池进行预热，达到保护所述应急启动电源电池、提高电池使用寿命的目的，所述通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车电池的正负极连接唤醒所述控制系统的方式为自动预热模式。
在本实施例中，所述根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度预热所述应急启动电源S2，包括：
根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比；
根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
在本实施例中，所述根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比，包括：
预先设置至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值和与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比；
将所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度与所述区间值比较，确定导通周期与占空比。
具体地，所述预先设置的至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值为预热条件，所述与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比为预热方案，当满足所述预热条件时，执行所述预热方案。
在本实施例中，所述控制方法还包括出现故障或异常时显示报警信息。
实施例三：
本实施例进一步详细描述所述应急启动电源预热控制的过程，更深入的说明本发明的技术方案。请参阅图3，所述应急启动电源预热的步骤如下：
步骤一：所述控制系统设置两种使用方式，第一种是自动预热方式，具体地，将所述应急启动电源夹子的正负极与汽车电池的正负极连接，利用汽车电池电压自动唤醒系统；系统唤醒后首先显示所述汽车电池电压，然后检测外部环境温度与应急启动电源电池的温度。第二种是手动预热方式，具体地，不需要到达现场连接汽车电池，用户通过按键手动进入预热功能，采用所述手动预热方式，用户无需在室外环境中等待，当然所述控制系统仍会根据所述外部环境温度与电池温度执行相应的预热方案。
步骤二：所述MCU单元1根据所述环境温度检测单元2和所述电池温度检测单元3检测到的外部环境的温度和应急启动电源电池的温度，自动选择相应的预热方案；当温度正常时提示用户可以启动汽车。具体地，当所述应急启动电源的温度大于0度且所述外部环境的温度大于15度时，算作温度正常，所述外部环境的温度作为辅助判断条件；当所述外部环境的温度小于15摄氏度，同时所述应急启动电源的电池温度在0摄氏度与零下5摄氏度之间，即满足预热条件一时，所述MCU单元1会选择预热方案一对所述MOS控制单元4发出控制指令，所述MOS控制单元4根据所述控制指令采用所述预热方案一对所述应急启动电源的电池进行预热，具体地，所述预热方案一包括导通周期和占空比，根据所述应急启动电源电池特性选择导通周期和占空比，在本实施例中，所述导通周期为8S，所述占空比为37.5％。
步骤三：如果所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度不满足所述预热条件一，所述MCU单元1会进一步判断，当所述外部环境的温度小于0摄氏度，同时所述应急启动电源的电池温度在零下15摄氏度与零下5摄氏度之间，即满足预热条件二时，所述MCU单元1会选择预热方案二对所述MOS控制单元4发出控制指令，所述MOS控制单元4根据所述控制指令采用所述预热方案二对所述应急启动电源电池进行预热，具体地，所述预热方案二包括导通周期和占空比，根据所述应急启动电源电池特性选择导通周期和占空比，在本实施例中，所述导通周期为5S，占空比为40％。
步骤四：如果所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度不满足所述预热条件二，所述MCU单元1会进一步判断，当所述外部环境的温度小于零下5摄氏度，同时所述应急启动电源的电池温度在零下25摄氏度与零下15摄氏度之间，即满足预热条件三时，所述MCU单元1会选择以预热方案三对所述MOS控制单元4发出控制指令，所述MOS控制单元4根据所述控制指令采用所述预热方案三对所述应急启动电源电池进行预热。具体地，所述预热方案三包括导通周期和占空比，根据所述应急启动电源电池特性选择导通周期和占空比，在本实施例中，所述导通周期为5S，所述占空比为50％。
步骤五：如果所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度不满足所述预热条件四，所述MCU单元1会进一步判断，当所述外部环境温度的小于零下10摄氏度，同时所述应急启动电源的电池温度小于零下25摄氏度，即满足预热条件四时，所述MCU单元1会选择以预热方案四对所述MOS控制单元4发出控制指令，所述MOS控制单元4根据所述控制指令采用所述预热方案四对所述应急启动电源电池进行预热。具体地，所述预热方案四包括导通周期和占空比，根据所述应急启动电源电池特性选择导通周期和占空比，在本实施例中，所述导通周期为3S，所述占空比为66.6％。
步骤六：当进入预热功能后，满足退出条件时所述控制系统会立即退出预热功能，所述退出条件包括按键退出和电池温度超过15摄氏度，满足其一即可。其中所述按键退出只限于手动预热时；当自动预热时，即所述应急启动电源的夹子连接到汽车电池时，不允许按键退出。如果电池温度达不到15摄氏度，则不允许使用其启动汽车功能。
在本发明的其他实施例中，所述预热条件和所述预热方案可根据实际情况进行调整。
实施例四：
本实施例提供了一种应急启动电源，包括前述的应急启动电源预热控制系统。
在本实施例中，所述控制系统包括MCU单元1、环境温度检测单元2、电池温度检测单元3和MOS控制单元4，所述MCU单元1分别与所述电池温度检测单元3、环境温度检测单元2、MOS控制单元4连接。所述环境温度检测单元2用于检测外部环境的温度，所述电池温度检测单元3用于检测所述应急启动电源的温度，所述MCU单元1根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度控制所述MOS控制单元4预热所述应急启动电源。
本发明的应急启动电源预热控制系统和方法，通过环境温度检测单元检测外部环境的温度，通过电池温度检测单元检测应急启动电源的温度，通过MCU单元根据外部环境的温度和应急启动电源的温度控制所述MOS控制单元预热所述应急启动电源。本发明在低温环境下根据不同的温度环境智能选择预热方案，最大程度地保护了应急启动电源的电池；本发明既可以手动预热应急启动电源也可以自动预热应急启动电源，预热方式多样灵活；本发明使用方便智能，具有较高的实用价值。
显然，本实发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员而言，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，本发明所例举的实施例无法对所有的实施方式予以穷尽，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同一篇文献被单独引用为参考那样。

Claims (14)

1.一种应急启动电源预热控制系统，其特征在于，所述系统包括MCU单元、环境温度检测单元、电池温度检测单元和MOS控制单元，所述MCU单元分别与所述电池温度检测单元、环境温度检测单元、MOS控制单元连接，其中：
所述环境温度检测单元用于检测外部环境的温度；
所述电池温度检测单元用于检测所述应急启动电源的温度；
所述MCU单元根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度控制所述MOS控制单元预热所述应急启动电源。
2.根据权利要求1所述的应急启动电源预热控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括A/D单元，所述环境温度检测单元和所述电池温度检测单元通过所述A/D单元与所述MCU单元连接。
3.根据权利要求2所述的应急启动电源预热控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括按键检测单元，通过所述按键检测单元手动开始预热所述应急启动电源。
4.根据权利要求2所述的应急启动电源预热控制系统，其特征在于，当所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度达到预先设定的预热条件时，通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车的电池的正负极连接自动开始预热所述应急启动电源。
5.根据权利要求3或4任一所述的应急启动电源预热控制系统，其特征在于，所述MOS控制单元与所述应急启动电源的电池加热膜连接，所述MOS控制单元根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比，根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
6.根据权利要求5所述的应急启动电源预热控制系统，其特征在于，所述MCU单元预先设置至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值和与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比，将所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度与所述区间值比较，确定导通周期与占空比，根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
7.根据权利要求1所述的应急启动电源预热控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括信息显示单元，所述信息显示单元与所述MCU单元连接，用于当所述控制系统出现故障或异常时显示报警信息。
8.一种应急启动电源预热控制方法，应用于如权利要求1所述的应急启动电源预热控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
检测所述应急启动电源的温度和外部环境的温度；
根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度预热所述应急启动电源。
9.根据权利要求8所述的应急启动电源预热控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
通过按键手动开始预热所述应急启动电源。
10.根据权利要求8所述的应急启动电源预热控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度达到预先设定的预热条件时，通过将所述应急启动电源的夹子正负极与汽车的电池的正负极连接自动开始预热所述应急启动电源。
11.根据权利要求9或10任一所述的应急启动电源预热控制方法，其特征在于，所述根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度预热所述应急启动电源，包括：
根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比；
根据所述导通周期与占空比预热所述应急启动电源。
12.根据权利要求11所述的应急启动电源预热控制方法，其特征在于，所述根据所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度确定导通周期与占空比，包括：
预先设置至少两组所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值和与所述外部环境的温度、应急启动电源的温度的区间值对应的导通周期、占空比；
将所述外部环境的温度和所述应急启动电源的温度与所述区间值比较，确定导通周期与占空比。
13.根据权利要求8所述的应急启动电源预热控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
出现故障或异常时显示报警信息。
14.一种应急启动电源，其特征在于，包括如权利要求1所述的应急启动电源预热控制系统。
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