CN203056650U - 一种磷酸铁锂电池应急电源 - Google Patents

一种磷酸铁锂电池应急电源 Download PDF

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Abstract

本实用新型实施例公开了一种磷酸铁锂电池应急电源,包括磷酸铁锂电池(101),充电模块(102),充电选择开关模块(103),过流保护模块(104),控制线路(105),12V输出模块(106),微控制单元MCU控制线路(107),电量状态显示模块(108),气泵开关(109)和气泵(110)。本实用新型可通过磷酸铁锂电池为汽车启跳,同时也可通过220V交流电对磷酸铁锂电池及铅酸电池进行充电,为磷酸铁锂电池作为汽车用应急电源使用提供了高安全性和可靠性。

Description

一种磷酸铁锂电池应急电源
技术领域
[0001 ] 本实用新型属于电源技术领域,特别地涉及一种磷酸铁锂电池应急电源。
背景技术
[0002] 磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,其具有诸多优点,(I)安全性的改善,磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。(2)寿命的改善,长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池使用时间最多为广1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用寿命将达到71年。(3)大容量,具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。(4)无记忆效应,可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应,像镍氢、镍镉电池存在记忆性,而磷酸铁锂电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。(5)重量轻同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。(6)环保,此种电池不含任何重金属与稀有金属,无毒,无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池。铅酸电池中却存在着大量的铅,在其废弃后若处理不当,将对环境够成二次污染,而磷酸铁锂材料无论在生产及使用中,均无污染。
[0003] 在汽车电源技术领域,因汽车需要的高安全性和稳定性,需要提供一种安全稳定的备用电源作为汽车用应急电源。目前汽车、卡车在发动机启动时需要由汽车自带的蓄电池提供12V电压,当车的蓄电池无法使用时,汽车就无法启动,此时就可以用应急电源代替汽车自带的蓄电池,发动汽车。现在的应急电源还可以带有很多其他丰富的功能,成为一个更广泛意义上的应急电源,比如可以给手机等电器充电,可以用作照明,可以给笔记本提供电源;带有气泵的还可以给车胎打气;带有逆变器的还可以输出220V电压给其他电器供电。磷酸铁锂电池因其具有的诸多优点而成为作为汽车应急电源使用的较优选择。
实用新型内容
[0004] 为解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种磷酸铁锂电池应急电源,可通过磷酸铁锂电池为铅酸蓄电池充电,同时也可通过220V交流电对磷酸铁锂电池及铅酸电池进行充电,为磷酸铁锂电池作为汽车用应急电源使用提供了高安全性和可靠性。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型的技术方案为:
[0006] 一种磷酸铁锂电池应急电源,包括磷酸铁锂电池,进一步包括充电模块,充电选择开关模块,过流保护模块,控制线路,12V输出模块,微控制单元MCU控制线路,电量状态显示模块,气泵开关和气泵,
[0007] 所述充电模块的输入端连接220V交流输入,所述充电模块的输出端连接充电选择开关模块的输入端和MCU控制线路的第一输入端,所述充电选择开关模块的第一输出端连接磷酸铁锂电池的输入端,所述充电选择开关模块的第二输出端连接所述12V输出模块的第一输入端,所述充电选择开关模块的第三输出端连接所述MCU控制线路的第二输入端,
[0008] 所述磷酸铁锂电池的输出端分别连接气泵开关的输入端和过流保护模块的输入端,所述气泵开关的输出端连接所述气泵,所述过流保护模块的输出端连接所述控制线路的第一输入端,所述MCU控制线路的第一输出端连接所述控制线路的第二输入端,所述控制线路的输出端连接12V输出模块的第二输入端,12V输出模块输出12V启跳电压,所述MCU控制线路的第二输出端连接所述电量状态显示模块的输入端。
[0009] 优选地,所述充电选择开关模块为双排开关,所述双排开关的输入公共端分别连接充电模块的输出端和地,所述双排开关的输出端分别连接磷酸铁锂电池的输入正极和悬空端或12V输出模块的输入正极和MCU控制线路的第二输出端。
[0010] 优选地,所述过流保护模块为可恢复保险丝。
[0011] 优选地,所述MCU控制线路采用单片机芯片EM78P260,其引脚P51作为MCU控制线路的第一输入端,引脚P66作为MCU控制线路的第二输入端,引脚P54作为MCU控制线路的第一输出端,引脚P60连接电量状态显示模块的第一指示二极管,引脚P61连接电量状态显示模块的第二指示二极管,引脚P62连接电量状态显示模块的第三指示二极管,引脚P63连接电量状态显示模块的第四指示二极管。
[0012] 本实用新型采用磷酸铁锂电池作为蓄能部件提供12V充电接口,同时内置充气泵,利用磷酸铁锂电池作为充气泵的工作电源,同时提供充电部件作为磷酸铁锂电池或外配电池充电,并可检测和通过发光二极管指示磷酸铁锂电池或外配电池充电的储能状态。
附图说明
[0013] 图1为本实用新型实施例的磷酸铁锂电池应急电源的原理框图;
[0014] 图2为本实用新型实施例的磷酸铁锂电池应急电源的充电选择开关模块,MCU控制线路和电量状态显示模块的电路结构图。
具体实施方式
[0015] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0016] 相反,本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本实用新型有更好的了解,在下文对本实用新型的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
[0017] 参考图1,所示为本实用新型实施例的一种磷酸铁锂电池应急电源的原理框图,其包括磷酸铁锂电池101,充电模块102,充电选择开关模块103,过流保护模块104,控制线路105,12V输出模块106,微控制单元MCU控制线路107,电量状态显示模块108,气泵开关109和气泵110,充电模块102的输入端连接220V交流输入,充电模块102的输出端连接充电选择开关模块103的输入端和MCU控制线路107的第一输入端,充电选择开关模块103的第一输出端连接磷酸铁锂电池101的输入端,充电选择开关模块103的第二输出端连接12V输出模块106的第一输入端,充电选择开关模块103的第三输出端连接MCU控制线路107的第二输入端,磷酸铁锂电池101的输出端分别连接气泵开关109的输入端和过流保护模块104的输入端,气泵开关109的输出端连接气泵110,过流保护模块104的输出端连接控制线路105的第一输入端,MCU控制线路107的第一输出端连接控制线路105的第二输入端,控制线路105的输出端连接12V输出模块106的第二输入端,12V输出模块106输出12V启跳电压,MCU控制线路107的第二输出端连接电量状态显示模块108的输入端。通过以上技术方案,其工作模式如下:
[0018] (I)磷酸铁锂电池充电
[0019] 通过充电选择开关模块103选择至磷酸铁锂电池充电模式,此模式下电流回路如下,220V交流输入一〉充电模块102—〉充电选择开关模块103—〉磷酸铁锂电池101,通过对充电选择开关模块103的控制实现充电模块102对磷酸铁锂电池充电;
[0020] (2 )充电模块对12V负载充电
[0021] 通过充电选择开关模块103选择至充电模块102对12V负载充电模式,此模式下电流回路如下,220V交流输入一〉充电模块102—〉充电选择开关模块103 — >12V输出模块106 — >12V负载,通过对充电选择开关模块103的控制实现充电模块102对12V负载充电。12V负载可为汽车用铅酸电池;
[0022] ( 3 )磷酸铁锂电池对汽车启跳
[0023] 在应急状态下,可采用磷酸铁锂电池直接对12V负载充电,此模式下电流回路如下:磷酸铁锂电池101—〉过流保护模块104—〉控制线路105 — >12V输出模块一〉负载,同时通过MCU控制线路107检测并判断12V输出模块106的正负极夹子与负载的接法是否正确:(31)若检测到12V输出模块106的正负极夹子接负载短接时,过流保护电路104启动断电,保护负载;(32)若检测到正负极反接时,控制线路105也不输出充电电流;(33)若正负极夹子接法正确时,输出12V启跳电压给汽车启动;
[0024] ( 4 )磷酸铁锂电池对气泵供电
[0025] 此模式下,接通气泵开关109,磷酸铁锂电池101为气泵110提供工作电压;
[0026] (5)检测磷酸铁锂电池或负载的电量状态显示
[0027] 磷酸铁锂电池或负载的电量状态经MCU控制线路的检测输出至电量状态显示模块显示。
[0028] 具体应用实例中,参见图2所示,充电选择开关模块103可为双排开关,双排开关的输入公共端分别连接充电模块102的输出端和地,所述双排开关的输出端分别连接磷酸铁锂电池的输入正极和悬空端或12V输出模块106的输入正极和MCU控制线路107的第二输出端。通过以上接法,可选择使得充电模块102对磷酸铁锂电池101或负载充电。MCU控制线路107采用单片机芯片EM78P260,其引脚P51作为MCU控制线路107的第一输入端,弓丨脚P66作为MCU控制线路107的第二输入端,引脚P54作为MCU控制线路107的第一输出端,引脚P60连接电量状态显示模块108的第一指示二极管1081,引脚P61连接电量状态显示模块108的第二指示二极管1082,引脚P62连接电量状态显示模块108的第三指示二极管1083,引脚P63连接电量状态显示模块108的第四指示二极管1084。第一指示二极管1081灯亮表示需充电,第二指示二极管1082灯亮表示电量充足可正常使用,第三指示二极管1083灯亮表示正在充电,第四指示二极管1084灯亮表示电量已充满。通过指示灯的显示用户可判断磷酸铁锂电池或负载的电量状态从而进行对应的操作,方便使用。
[0029] 具体应用实例中,过流保护模块104为可恢复保险丝,在12V输出模块106的负载端短接时,其自热使其阻抗增加,把电流限制到足够小,起到过电流保护作用。充电模块102为0.8A充电模块。
[0030] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种磷酸铁锂电池应急电源,包括磷酸铁锂电池(101 ),其特征在于,进一步包括充电模块(102),充电选择开关模块(103),过流保护模块(104),控制线路(105),12V输出模块(106),微控制单元MCU控制线路(107),电量状态显示模块(108),气泵开关(109)和气泵(110), 所述充电模块(102)的输入端连接220V交流输入,所述充电模块(102)的输出端连接充电选择开关模块(103)的输入端和MCU控制线路(107)的第一输入端,所述充电选择开关模块(103)的第一输出端连接磷酸铁锂电池(101)的输入端,所述充电选择开关模块(103)的第二输出端连接所述12V输出模块(106)的第一输入端,所述充电选择开关模块(103)的第三输出端连接所述MCU控制线路(107)的第二输入端, 所述磷酸铁锂电池(101)的输出端分别连接气泵开关(109)的输入端和过流保护模块(104)的输入端,所述气泵开关(109)的输出端连接所述气泵(110),所述过流保护模块(104)的输出端连接所述控制线路(105)的第一输入端,所述MCU控制线路(107)的第一输出端连接所述控制线路(105)的第二输入端,所述控制线路(105)的输出端连接12V输出模块(106)的第二输入端,12V输出模块(106)输出12V启跳电压,所述MCU控制线路(107)的第二输出端连接所述电量状态显示模块(108)的输入端。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池应急电源,其特征在于,所述充电选择开关模块(103)为双排开关,所述双排开关的输入公共端分别连接充电模块(102)的输出端和地,所述双排开关的输出端分别连接磷酸铁锂电池的输入正极和悬空端或12V输出模块(106)的输入正极和MCU控制线路(107)的第二输出端。
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池应急电源,其特征在于,所述过流保护模块(104)为可恢复保险丝。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池应急电源,其特征在于,所述MCU控制线路(107)采用单片机芯片EM78P260,其引脚P51作为MCU控制线路(107)的第一输入端,引脚P66作为MCU控制线路(107)的第二输入端,引脚P54作为MCU控制线路(107)的第一输出端,引脚P60连接电量状态显示模块(108)的第一指示二极管(1081),引脚P61连接电量状态显示模块(108)的第二指示二极管(1082),引脚P62连接电量状态显示模块(108)的第三指示二极管(1083),引脚P63连接电量状态显示模块(108)的第四指示二极管(1084)。
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