CN216959359U - 一种锂电池应急启动电源及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂电池应急启动电源及设备，包括：由锂电池分别与起动机、发电机、低压用电设备并联连接的第一电路；由超级电容和第一自动控制开关串联连接的第二电路，所述第二电路的两端分别连接在所述锂电池的正负极上；由PTC加热器和第二自动控制开关串联连接的第三电路，所述第三电路的两端分别连接在所述锂电池的正负极上；以及控制电路，所述控制电路与所述第一电路、所述第二电路和所述第三电路电性连接。本实用新型中的锂电池应急启动电源，在低温条件下利用超级电容与锂电池并联方案提供启动电流，以实现起动和驻车功能。

Description

一种锂电池应急启动电源及设备

技术领域

本实用新型涉及应急电源技术领域，具体而言，涉及一种锂电池应急启动电源及设备。

背景技术

锂电池作为新能源的代表，在很多领域得到广泛应用。但由于锂电池材料的固有特性，导致它对使用环境温度的要求非常苛刻，目前很难做到兼顾高温、低温均能正常大电流启动放电。锂电池在低温下实际放电性能远远低于常温下的放电性能，而且是随着温度下降而下降。

例如，北方柴油卡车在低温条件下需要锂电池启动柴油发动机，在停止情况下需要提供给驻车设施供能。一般情况下，普通锂电池模组可能不能在极低温条件下提供启动采油机的能力，即使可以，也会对锂电池模组的使用寿命产生很大影响。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种锂电池应急启动电源及设备，以克服锂电池在低温环境放电不足的缺陷，从而提高锂电池在低温下的启动能力。

为解决上述问题，本实用新型提供一种锂电池应急启动电源，包括：

由锂电池分别与起动机、发电机、低压用电设备并联连接的第一电路；

由超级电容和第一自动控制开关串联连接的第二电路，所述第二电路的两端分别连接在所述锂电池的正负极上；

由PTC加热器和第二自动控制开关串联连接的第三电路，所述第三电路的两端分别连接在所述锂电池的正负极上；

以及控制电路，所述控制电路与所述第一电路、所述第二电路和所述第三电路电性连接。

进一步的，所述控制电路包括MCU微控制器，所述MCU微控制器与所述第一自动控制开关和所述第二自动控制开关电性连接。

进一步的，还包括温度传感器，所述温度传感器位于所述锂电池上，且所述温度传感器与所述MCU微控制器电性连接。

进一步的，所述起动机与所述锂电池之间还连接有启动开关，所述启动开关与所述锂电池的正极连接。

进一步的，还包括保护板，所述保护板的一端与所述PTC加热器连接，另一端接地。

进一步的，还包括与所述MCU微控制器电性连接的第一电压电量采集装置和第二电压电量采集装置，所述第一电压电量采集装置并联连接在所述锂电池的两端，所述第二电压电量采集装置并联连接在所述超级电容的两端。

进一步的，所述控制电路还包括分别与所述MCU微控制器电性连接的第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯，所述第一指示灯串联连接在所述第二电路上，所述第二指示灯串联连接在所述第三电路上，所述第三指示灯适于在所述第一自动控制开关和所述第二自动控制开关均闭合时点亮。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型提供的锂电池应急启动电源，可以提高锂电池的温度，使其达到启动温度，从而实现锂电池作为设备启动电池在低温下启动。

本实用新型还提供一种设备，包括上述所述的锂电池应急启动电源。

本实用新型提供的设备相比现有技术具有的有益效果与锂电池应急启动电源具有的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例中锂电池应急启动电源的结构组成框图；

图2为本实用新型实施例中锂电池应急启动电源的控制结构示意图；

图3为本实用新型实施例中锂电池应急启动电源的温度低于一定温度值Q1时的放电过程示意图；

图4为本实用新型实施例中锂电池应急启动电源的温度低于一定温度值Q2时的放电过程示意图；

图5为本实用新型实施例中锂电池应急启动电源的温度高于一定温度值Q3时的充电过程示意图；

图6为本实用新型实施例中锂电池应急启动电源的温度低于一定温度值Q3时的充电过程示意图。

附图标记说明：

1-锂电池；2-超级电容；3-PTC加热器；4-第一自动控制开关；5-第二自动控制开关；6-低压用电设备；7-起动机；8-发电机；9-保护板；10-MCU微控制器；11-温度传感器；12-ECU整车控制器；13-第一指示灯；14-第二指示灯；15-第三指示灯；16-启动开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种锂电池应急启动电源，该锂电池应急启动电源包括第一电路、第二电路、第三电路和控制电路，其中：

第一电路由锂电池分别与起动机7、发电机8、低压用电设备6并联连接；

第二电路由超级电容2和第一自动控制开关4串联连接，且第二电路的两端分别连接在锂电池1的正负极上；

第三电路由PTC加热器3和第二自动控制开关5串联连接，第三电路的两端分别连接在锂电池1的正负极上；

以及控制电路，控制电路与第一电路、第二电路和第三电路电性连接。

由此，锂电池应急启动电源在低温条件下利用超级电容与锂电池并联的方案，提供启动电流，其中PTC加热器3可对锂电池1进行加热，以提高锂电池1的温度，使其达到启动温度，从而实现在低温条件下启动设备的功能和驻车的功能。

需要进一步说明的是，在本实施例中，控制电路对第一自动控制开关4、第二自动控制开关5等硬件的控制均为现有技术，在此不进行详细阐述。

具体地，请参阅图2所示，在本实用新型的实施例当中，控制电路包括MCU微控制器10，MCU微控制器10与第一自动控制开关4和第二自动控制开关5电性连接。

由此，通过MCU微控制器10控制第一自动控制开关4和第二自动控制开关5的开与闭，可实现对锂电池1电路结构中接入超级电容2和PTC加热器3的功能。

具体地，请参阅图2所示，在本实用新型的实施例当中，锂电池应急启动电源还包括温度传感器11，温度传感器11位于锂电池1上，且温度传感器11与MCU微控制器10电性连接。

由此，温度传感器11设置在锂电池1的表面，以用于检测锂电池1的工作温度，通过工作温度的反馈，MCU微控制器10可用于控制第一电路、第二电路和第三电路的接入，达到不同的电路组合接入。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的实施例当中，起动机7与锂电池1之间还连接有启动开关16，启动开关16与锂电池1的正极连接。

具体地，请参阅图1所示，在本实用新型的实施例当中，锂电池应急启动电源还包括保护板9，保护板9的一端与PTC加热器3连接，另一端接地。

由此，保护板9用于设备的用电安全，防止发生人身安全事故。

具体地，请参阅图2所示，在本实用新型的实施例当中，锂电池应急启动电源还包括与MCU微控制器10电性连接的第一电压电量采集装置和第二电压电量采集装置，第一电压电量采集装置并联连接在锂电池1的两端，第二电压电量采集装置并联连接在超级电容2的两端。

由此，第一电压电量采集装置用于实时监测锂电池1的电压与电量，第二电压电量采集装置用于监测超级电容2的电压与电量，结合监测的电压与电量，及时调整锂电池1的控制回路，以实现锂电池1的充电与放电过程。

具体地，请参阅图2所示，在本实用新型的实施例当中，控制电路还包括分别与MCU微控制器10电性连接的第一指示灯13、第二指示灯14和第三指示灯15，第一指示灯13串联连接在第二电路上，第二指示灯14串联连接在第三电路上，第三指示灯15适于在第一自动控制开关4和第二自动控制开关5均闭合时点亮。

由此，第一指示灯13用于指示超级电容2与锂电池1并联连接，第二指示灯14用于PTC加热器3与锂电池1并联连接，第三指示灯15用于指示PTC加热器3、超级电容2和锂电池1的并联连接。

本实用新型提供的锂电池应急启动电源，可以提高锂电池的温度，使其达到启动温度，从而实现锂电池作为设备启动电池在低温下启动。

本实用新型还提供一种设备，包括上述所述的锂电池应急启动电源。

本实用新型提供的设备相比现有技术具有的有益效果与锂电池应急启动电源具有的有益效果相同，在此不再赘述。

其中，锂电池应急启动电源的放电过程如下：

请参阅图1所示，当温度T高于一定温度值Q1(此温度为保证锂电池能够启动发动机的最低温度)时，第一自动控制开关4和第二自动控制开关5都处于断开状态，此时仅由锂电池1对低压用电设备6和起动机7供能。

请参阅图3所示，当温度T低于一定温度值Q1(此温度为保证锂电池能够启动发动机的最低温度)时，自动控制开关4闭合，此时超级电容2和锂电池1并联，锂电池1给超级电容2充电，此过程时间非常短，而且可以通过监测超级电容2，以实时显示超级电容2的电量是否充满，不会影响启动。由超级电容2和锂电池1提供低压用电设备6和起动机7的电能。

请参阅图4所示，当温度T低于一定温度值Q2(此温度下能够保证锂电池能够持续稳定的输出低压用电设备6所需的电流)时，由于柴油车启动所需电流比低压用电设备6所需电流大得多，且锂电池1的放电电流会随着温度降低而降低，Q2必定小于Q1,第二自动控制开关5闭合，此时超级电容2、PTC加热器3和锂电池1三者并联，并开启PTC加热器3工作给锂电池1进行加热。

其中，锂电池应急启动电源的充电过程如下：

请参阅图5所示，当温度T高于一定温度值Q3时(此温度下为锂电池的最低充电温度),第二自动控制开关5断开(第一自动控制开关4保持原状态)，发电机8给锂电池1进行充电。

请参阅图6所示，当温度T低于一定温度值Q3(此温度下为锂电池的最低充电温度)时，第二自动控制开关5闭合(第一自动控制开关4保持原状态)，在充电之前，对锂电池1开启加热，当加热到一定温度值Q3时，才允许对锂电池1进行充电。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种锂电池应急启动电源，其特征在于，包括：

由锂电池分别与起动机、发电机、低压用电设备并联连接的第一电路；

由超级电容和第一自动控制开关串联连接的第二电路，所述第二电路的两端分别连接在所述锂电池的正负极上；

由PTC加热器和第二自动控制开关串联连接的第三电路，所述第三电路的两端分别连接在所述锂电池的正负极上；

以及控制电路，所述控制电路与所述第一电路、所述第二电路和所述第三电路电性连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池应急启动电源，其特征在于，所述控制电路包括MCU微控制器，所述MCU微控制器与所述第一自动控制开关和所述第二自动控制开关电性连接。

3.根据权利要求2所述的锂电池应急启动电源，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器位于所述锂电池上，且所述温度传感器与所述MCU微控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的锂电池应急启动电源，其特征在于，所述起动机与所述锂电池之间还连接有启动开关，所述启动开关与所述锂电池的正极连接。

5.根据权利要求1所述的锂电池应急启动电源，其特征在于，还包括保护板，所述保护板的一端与所述PTC加热器连接，另一端接地。

6.根据权利要求3所述的锂电池应急启动电源，其特征在于，还包括与所述MCU微控制器电性连接的第一电压电量采集装置和第二电压电量采集装置，所述第一电压电量采集装置并联连接在所述锂电池的两端，所述第二电压电量采集装置并联连接在所述超级电容的两端。

7.根据权利要求2所述的锂电池应急启动电源，其特征在于，所述控制电路还包括分别与所述MCU微控制器电性连接的第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯，所述第一指示灯串联连接在所述第二电路上，所述第二指示灯串联连接在所述第三电路上，所述第三指示灯适于在所述第一自动控制开关和所述第二自动控制开关均闭合时点亮。

8.一种设备，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的锂电池应急启动电源。

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