CN206451787U - 一种可强制应急点火的汽车启动电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可强制应急点火的汽车启动电池，包括一设有正、负极触点的电池罩壳，电池罩壳内设有锂电池、电池监测管理电路、过放保护开关和手动应急开关；电池组的正负极分别与正、负极触点连接；过放保护开关与电池组串联，电池监测管理电路一端连接电池组，另一端连接过放保护开关，手动应急开关跨接在过放保护开关的两端。本实用新型在电池监测管理电路正常管理电池的基础上，还在电池剩余30%~60%的电量时增设了断路保护，以保存一部分电量用于手动应急处理。这不仅可以保护电池不因深度放电而损坏，使电池的使用寿命有了保证，而且可以在电池欠电的情况下，通过手动应急开关进行应急点火，避免了道路救援费时费钱的麻烦。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车电池领域，具体而言，涉及一种可强制应急点火的汽车启动电池。
背景技术
随着现在汽车的智能化发展，如行车记录仪、卫星导航仪、智能监视器、智能启停等车载用电设备已经越来越多。但目前绝大多数的汽车还是采用铅酸电池作为启动电瓶，传统的12V铅酸电池具有循环衰减快，损害率较高，失效突发性的特点，因此传统的铅酸电池已经不堪重负，难以应付未来的汽车用电需求。
有时候，汽车电池会因为车主停车忘记关灯而导致欠电。尤其是在商务公干或自驾旅行时，一旦汽车因电池欠电从而无法发动引擎，如果在没有备用电瓶或同行车辆搭电的情况下，车主只能向保险公司或警方求援，才能使车辆重新发动。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，费时费钱。而且在相对偏远的地区，甚至可能涉及到人身安全。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种可强制应急点火的汽车启动电池，具备手动应急点火功能，让汽车用户直接摆脱因汽车电池欠电导致的引擎点火障碍。
为达到上述技术目的及效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种可强制应急点火的汽车启动电池，包括一电池罩壳，所述电池罩壳上设置有正极触点和负极触点，所述电池罩壳内设置有电池组、电池监测管理电路、过放保护开关和手动应急开关；
所述电池组的正极与所述正极触点连接，所述电池组的负极与所述负极触点连接；所述过放保护开关与所述电池组串联，所述电池监测管理电路的一端与所述电池组连接，所述电池监测管理电路的另一端与所述过放保护开关连接，所述过放保护开关受所述电池监测管理电路控制，所述过放保护开关的断开点设置在所述电池组剩余30%~60%的电量时；所述手动应急开关跨接在所述过放保护开关的两端。
进一步的，所述电池监测管理电路中包括主控制芯片和均衡装置，每个所述均衡装置均由一个检测芯片、均衡开关和均衡电阻组成，所述电池组中的每个电芯均连接有一个所述检测芯片，每个所述检测芯片分别通过一个所述均衡开关与一个所述均衡电阻连接；所述主控制芯片分别与每个所述检测芯片连接，所述主控制芯片同时与所述过放保护开关连接。
进一步的，所述电池组为铅酸电池组或锂电池组。
优选的，若所述电池组为铅酸电池组，考虑到点火功率的适应性，所述过放保护开关的断开点设置在所述电池组剩余50%~60%的电量时。
优选的，若所述电池组为锂电池组，所述过放保护开关的断开点设置在所述电池组剩余30%~50%的电量时；且在所述锂电池组和所述过放保护开关的串联电路中还串联有一个过充保护开关，所述过充保护开关同时与所述电池监测管理电路连接，受所述电池监测管理电路控制。
进一步的，所述过充保护开关的结构与所述过放保护开关相同，均为脱桥式双稳态继电器，所述脱桥式双稳态继电器由第一电感控制电路、第二电感控制电路和接触开关组件组成，所述第一电感控制电路与所述第二电感控制电路相对设置，所述接触开关组件设置在所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路之间；所述电池组同时分别为所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路提供激励电流；
所述第一电感控制电路中包括有第一条形导体、第一励磁线圈、第一MOS开关以及两个第一触点，所述第一励磁线圈绕制在所述第一条形导体上，所述第一励磁线圈和所述第一MOS开关串联在两个所述第一触点之间；
所述第二电感控制电路中包括有第二条形导体、第二励磁线圈、第二MOS开关以及两个第二触点，所述第二励磁线圈绕制在所述第二条形导体上，所述第二励磁线圈和所述第二MOS开关串联在两个所述第二触点之间；
所述接触开关组件包括一根可在所述第一条形导体与所述第二条形导体之间来回移动的永磁铁、一对与两个所述第一触点对应的第一辅助触点以及一对与两个所述第二触点对应的第二辅助触点；
所述第一MOS开关和所述第二MOS开关分别与所述电池监测管理电路中的所述主控制芯片连接。
本实用新型的工作原理如下：
预先对电池监测管理电路中的主控制芯片进行设定，将过放保护开关的断开点（过放保护点）设置在电池组剩余30%~50%电量的时候，即采取50%~70%DOD（DOD表示放电深度，50%~70%DOD表示电池组每次放电放出的电量是其最大容量的50%~60%）。若电池组为传统铅酸电池，由于其自身特性，只需设置过放保护开关即可，若电池组为锂电池，则除了过放保护开关，还需设置一个过充保护开关。
在本实用新型汽车启动电池的使用过程中，过放保护开关和过充保护开关（传统铅酸电池组只含有过放保护开关）处于闭合状态，主电路导通，手动应急开关处于断开状态，应急电路断开，电池监测管理电路中的检测芯片则对电池组中每个电芯的电压、温度和电量进行实检测。当电池组中的某个电芯出现一致性偏差时，该电芯上的检测芯片就会启动对应的均衡电阻，进行100~200mA的均衡，平衡该电芯的一致性。当电池组的电量因车主停车后忘关车灯等原因低于所设定的过放保护点时，检测芯片将信号发送给主控制芯片，由主控制芯片控制过放保护开关断开，电池组立刻受到断路保护，停止向车载用电设备供电，防止深度放电。电池组中剩余的30%~50%电量则是作为应急储备用电，当需要启动汽车引擎时，车主只需闭合手动应急开关，接通应急供电线路，即可使用电池组中剩余的30%~50%电量为汽车引擎进行点火。
当车辆发动后，电池组即刻受到充电电流，电池监测管理电路随即控制过放保护器重新闭合，车主也需立即断开手动应急开关，汽车发动机则通过应急电路为欠电的电池组进行充电，此时过充保护开关则可为电池组提供过充保护。若电池组中的电芯出现过充情况，对应的检测芯片将信号发送给主控制芯片，由主控制芯片控制过充保护开关断开，电池组立刻受到断路保护，停止汽车引擎向电池组的充电。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型在电池监测管理电路正常管理电池组的基础上，还在电池组剩余30%~60%的电量时增设了主动的断路保护，以保存一部分电量用于手动应急处理。这不仅可以保护电池不因深度放电而损坏，使电池的使用寿命有了保证，而且可以在因车主疏忽导致电池欠电的情况下，通过手动应急开关进行应急点火，避免了道路救援费时费钱的麻烦。
本实用新型的过放保护开关和过充保护开关均采用的是脱桥式双稳态继电器，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。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。
本实用新型的电池组采用了锂电池，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，循环衰减速度远小于铅酸电池，可长期支持使用。经试验预计，本实用新型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。
本实用新型的电池罩壳与现有汽车电瓶的尺寸标准完全一致，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。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型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实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的一种实施例的电路结构示意图；
图2为本实用新型的另一种实施例的电路结构示意图；
图3为本实用新型的外部结构示意图；
图4为本实用新型的电池监测管理电路的电路结构示意图；
图5为本实用新型的脱桥式双稳态继电器的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
实施例 1
参见图1和图3所示，一种可强制应急点火的汽车启动电池，包括一电池罩壳1，所述电池罩壳1上设置有正极触点2和负极触点3，所述电池罩壳1内设置有电池组4、电池监测管理电路5、过放保护开关6和手动应急开关7；
所述电池组4为铅酸电池，所述电池组4的正极与所述正极触点2连接，所述电池组4的负极与所述负极触点3连接；所述过放保护开关6与所述电池组4串联，所述电池监测管理电路5的一端与所述电池组4连接，所述电池监测管理电路5的另一端与所述过放保护开关6连接，所述过放保护开关6受所述电池监测管理电路5控制，可在所述电池组4剩余50%~60%的电量时断开，对所述电池组4实施断路保护；所述手动应急开关7跨接在所述过放保护开关6的两端，当所述电池组4被断路保护后而有需要发动引擎时，可手动开启所述手动应急开关7，接通应急电路。
进一步的，所述电池监测管理电路5中包括主控制芯片51和均衡装置，每个所述均衡装置均由一个检测芯片52、均衡开关53和均衡电阻54组成，所述电池组4中的每个电芯均连接有一个所述检测芯片52，每个所述检测芯片52分别通过一个所述均衡开关53与一个所述均衡电阻54连接；所述主控制芯片51分别与每个所述检测芯片52连接，所述主控制芯片51同时与所述过放保护开关6连接。
进一步的，所述过放保护开关6为脱桥式双稳态继电器，所述脱桥式双稳态继电器由第一电感控制电路、第二电感控制电路和接触开关组件组成，所述第一电感控制电路与所述第二电感控制电路相对设置，所述接触开关组件设置在所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路之间；所述电池组4同时分别为所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路提供激励电流；
所述第一电感控制电路中包括有第一条形导体11、第一励磁线圈12、第一MOS开关14以及两个第一触点15，所述第一励磁线圈12绕制在所述第一条形导体11上，所述第一励磁线圈12和所述第一MOS开关14串联在两个所述第一触点15之间；
所述第二电感控制电路中包括有第二条形导体21、第二励磁线圈22、第二MOS开关24以及两个第二触点25，所述第二励磁线圈22绕制在所述第二条形导体21上，所述第二励磁线圈22和所述第二MOS开关24串联在两个所述第二触点25之间；
所述接触开关组件包括一根可在所述第一条形导体11与所述第二条形导体21之间来回移动的永磁铁、一对与两个所述第一触点15对应的第一辅助触点31以及一对与两个所述第二触点25对应的第二辅助触点32；
所述第一MOS开关14和所述第二MOS开关24分别与所述电池监测管理电路5中的所述主控制芯片51连接。
实施例 2
参见图2和图3所示，一种可强制应急点火的汽车启动电池，包括一电池罩壳1，所述电池罩壳1上设置有正极触点2和负极触点3，所述电池罩壳1内设置有电池组4、电池监测管理电路5、过放保护开关6、手动应急开关7和过充保护开关8；
所述电池组4为锂电池，所述电池组4的正极与所述正极触点2连接，所述电池组4的负极与所述负极触点3连接；所述过放保护开关6与所述电池组4、所述过充保护开关8串联，所述电池监测管理电路5的一端与所述电池组4连接，所述电池监测管理电路5的另一端分别与所述过放保护开关6和所述过充保护开关8连接；所述过放保护开关6受所述电池监测管理电路5控制，可在所述电池组4剩余30%~50%的电量时断开，对所述电池组4实施断路保护；所述过充保护开关8受所述电池监测管理电路5控制，对所述电池组4实施过充保护；所述手动应急开关7跨接在所述过放保护开关6的两端，当所述电池组4被断路保护后而有需要发动引擎时，可手动开启所述手动应急开关7，接通应急电路。
进一步的，所述电池监测管理电路5中包括主控制芯片51和均衡装置，每个所述均衡装置均由一个检测芯片52、均衡开关53和均衡电阻54组成，所述电池组4中的每个电芯均连接有一个所述检测芯片52，每个所述检测芯片52分别通过一个所述均衡开关53与一个所述均衡电阻54连接；所述主控制芯片51分别与每个所述检测芯片52连接，所述主控制芯片51同时与所述过放保护开关6和所述过充保护开关8连接。
进一步的，所述过放保护开关6和所述过充保护开关8均为脱桥式双稳态继电器，所述脱桥式双稳态继电器由第一电感控制电路、第二电感控制电路和接触开关组件组成，所述第一电感控制电路与所述第二电感控制电路相对设置，所述接触开关组件设置在所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路之间；所述电池组4同时分别为所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路提供激励电流；
所述第一电感控制电路中包括有第一条形导体11、第一励磁线圈12、第一MOS开关14以及两个第一触点15，所述第一励磁线圈12绕制在所述第一条形导体11上，所述第一励磁线圈12和所述第一MOS开关14串联在两个所述第一触点15之间；
所述第二电感控制电路中包括有第二条形导体21、第二励磁线圈22、第二MOS开关24以及两个第二触点25，所述第二励磁线圈22绕制在所述第二条形导体21上，所述第二励磁线圈22和所述第二MOS开关24串联在两个所述第二触点25之间；
所述接触开关组件包括一根可在所述第一条形导体11与所述第二条形导体21之间来回移动的永磁铁、一对与两个所述第一触点15对应的第一辅助触点31以及一对与两个所述第二触点25对应的第二辅助触点32；
所述第一MOS开关14和所述第二MOS开关24分别与所述电池监测管理电路5中的所述主控制芯片51连接。
本实用新型的工作原理如下：
预先对电池监测管理电路中的主控制芯片进行设定，将过放保护开关的断开点（过放保护点）设置在电池组剩余30%~50%电量的时候，即采取50%~70%DOD（DOD表示放电深度，50%~70%DOD表示电池组每次放电放出的电量是其最大容量的50%~60%）。若电池组为传统铅酸电池，由于其自身特性，只需设置过放保护开关即可，若电池组为锂电池，则除了过放保护开关，还需设置一个过充保护开关。
在本实用新型汽车启动电池的使用过程中，过放保护开关和过充保护开关（传统铅酸电池组只含有过放保护开关）处于闭合状态，主电路导通，手动应急开关处于断开状态，应急电路断开，电池监测管理电路中的检测芯片则对电池组中每个电芯的电压、温度和电量进行实检测。当电池组中的某个电芯出现一致性偏差时，该电芯上的检测芯片就会启动对应的均衡电阻，进行100~200mA的均衡，平衡该电芯的一致性。当电池组的电量因车主停车后忘关车灯等原因低于所设定的过放保护点时，检测芯片将信号发送给主控制芯片，由主控制芯片控制过放保护开关断开，电池组立刻受到断路保护，停止向车载用电设备供电，防止深度放电。电池组中剩余的30%~50%电量则是作为应急储备用电，当需要启动汽车引擎时，车主只需闭合手动应急开关，接通应急供电线路，即可使用电池组中剩余的30%~50%电量为汽车引擎进行点火。
当车辆发动后，电池组即刻受到充电电流，电池监测管理电路随即控制过放保护器重新闭合，车主也需立即断开手动应急开关，汽车发动机则通过应急电路为欠电的电池组进行充电，此时过充保护开关则可为电池组提供过充保护。若电池组中的电芯出现过充情况，对应的检测芯片将信号发送给主控制芯片，由主控制芯片控制过充保护开关断开，电池组立刻受到断路保护，停止汽车引擎向电池组的充电。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可强制应急点火的汽车启动电池，其特征在于：包括一电池罩壳(1)，所述电池罩壳(1)上设置有正极触点(2)和负极触点(3)，所述电池罩壳(1)内设置有电池组(4)、电池监测管理电路(5)、过放保护开关(6)和手动应急开关(7)；
所述电池组(4)为铅酸电池组或锂电池组，所述电池组(4)的正极与所述正极触点(2)连接，所述电池组(4)的负极与所述负极触点(3)连接；所述过放保护开关(6)与所述电池组(4)串联，所述电池监测管理电路(5)的一端与所述电池组(4)连接，所述电池监测管理电路(5)的另一端与所述过放保护开关(6)连接，所述过放保护开关(6)受所述电池监测管理电路(5)控制，所述过放保护开关(6)的断开点设置在所述电池组(4)剩余30％～60％的电量时；所述手动应急开关(7)跨接在所述过放保护开关(6)的两端。
2.根据权利要求1所述的可强制应急点火的汽车启动电池，其特征在于：所述电池监测管理电路(5)中包括主控制芯片(51)和均衡装置，每个所述均衡装置均由一个检测芯片(52)、均衡开关(53)和均衡电阻(54)组成，所述电池组(4)中的每个电芯均连接有一个所述检测芯片(52)，每个所述检测芯片(52)分别通过一个所述均衡开关(53)与一个所述均衡电阻(54)连接；所述主控制芯片(51)分别与每个所述检测芯片(52)连接，所述主控制芯片(51)同时与所述过放保护开关(6)连接。
3.根据权利要求2所述的可强制应急点火的汽车启动电池，其特征在于：若所述电池组(4)为铅酸电池组，所述过放保护开关(6)的断开点设置在所述电池组(4)剩余50％～60％的电量时。
4.根据权利要求2所述的可强制应急点火的汽车启动电池，其特征在于：若所述电池组(4)为锂电池组，所述过放保护开关(6)的断开点设置在所述电池组(4)剩余30％～50％的电量时；且在所述锂电池组和所述过放保护开关(6)的串联电路中还串联有一个过充保护开关(8)，所述过充保护开关(8)同时与所述电池监测管理电路(5)连接，受所述电池监测管理电路(5)控制。
5.根据权利要求4所述的可强制应急点火的汽车启动电池，其特征在于：所述过充保护开关(8)的结构与所述过放保护开关(6)相同，均为脱桥式双稳态继电器，所述脱桥式双稳态继电器由第一电感控制电路、第二电感控制电路和接触开关组件组成，所述第一电感控制电路与所述第二电感控制电路相对设置，所述接触开关组件设置在所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路之间；所述电池组(4)同时分别为所述第一电感控制电路和所述第二电感控制电路提供激励电流；
所述第一电感控制电路中包括有第一条形导体(11)、第一励磁线圈(12)、第一MOS开关(14)以及两个第一触点(15)，所述第一励磁线圈(12)绕制在所述第一条形导体(11)上，所述第一励磁线圈(12)和所述第一MOS开关(14)串联在两个所述第一触点(15)之间；
所述第二电感控制电路中包括有第二条形导体(21)、第二励磁线圈(22)、第二MOS开关(24)以及两个第二触点(25)，所述第二励磁线圈(22)绕制在所述第二条形导体(21)上，所述第二励磁线圈(22)和所述第二MOS开关(24)串联在两个所述第二触点(25)之间；
所述接触开关组件包括一根可在所述第一条形导体(11)与所述第二条形导体(21)之间来回移动的永磁铁、一对与两个所述第一触点(15)对应的第一辅助触点(31)以及一对与两个所述第二触点(25)对应的第二辅助触点(32)；
所述第一MOS开关(14)和所述第二MOS开关(24)分别与所述电池监测管理电路(5)中的所述主控制芯片(51)连接。
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| CN108621992A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-09 | 安徽工程大学 | 一种可启动蓄能的新型汽车 |
| CN108621993A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-09 | 安徽工程大学 | 一种稳定可启动蓄能的汽车 |
| CN110504503A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-26 | 苏州妙益科技股份有限公司 | 一种汽车用启动电池控制系统及控制方法 |
| CN111224185A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-02 | 深圳市电科电源股份有限公司 | 一种锂电池的可控制自修复系统与方法 |
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2016
- 2016-10-27 CN CN201621175649.8U patent/CN206451787U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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