無電池的汽車應急啟動電源的制作方法

【技術領域】

本發明涉及汽車啟動電源領域，尤其是涉及一種無電池的汽車應急啟動電源。

背景技術：

公知的，造成汽車饋電不能啟動的原因有多重多樣，比如電瓶老化、忘記關電而用盡、冬天氣溫低或是長時間沒用電量耗盡等，而饋電最嚴重的情況就是電瓶完全沒電，打開車鑰匙開關車載電路系統都沒法工作，最好的情況就是電瓶的電壓和電量都足夠，但由于老化、低溫等引起內阻大而導致不能提供啟動汽車所需的最大峰值功率，目前的汽車幾乎全部都采用免維護型鉛酸蓄電池，如果遇到汽車電瓶沒電而不能啟動汽車，就需要有能應急啟動的電源，于是市場上出現了大量的用高倍率鈷酸鋰電池或磷酸鐵鋰電池為儲能主體開發出來的應急啟動電源，而不管是用哪種鋰電池去做，由于鋰電池過充易燃燒爆炸的缺點，以及其永遠是包含能量在里面，所以總是存在操作不當以及質量缺陷引發自燃爆炸的風險，給使用者帶來潛在風險。

目前，應急電源還有采用超級電容模組的，因為汽車在啟動的瞬間需要的是大功率密度的電能，而對總體能量要求并不多，利用超級電容內阻低、充放電快的特性，剛好可以實現啟動汽車所需的瞬間大功率輸出，但是在實際使用時，不能直接簡單的將超級電容模組并聯在汽車電瓶上，因為超級電容的內阻極低，如果直接并聯到汽車電瓶上，在連線的瞬間會造成大電流火花，不但損壞連接夾子，還有起火的風險，從而嚴重的制約了汽車上應急電源的研發與應用。

技術實現要素：

為了克服背景技術中的不足，本發明公開了無電池的汽車應急啟動電源，本發明通過在控制器使電池組和顯示器相連接，并通過控制電池組內蓄電池和超級電容模組的充電電路，以此來達到特殊情況下啟動汽車電源的目的。

為了實現所述發明目的，本發明采用如下技術方案：

無電池的汽車應急啟動電源，包括殼體、控制器、顯示器和超級電容模組，在殼體內設有超級電容模組，超級電容模組為儲能主體，超級電容模組上設有外部dc直流源輸入口，超級電容模組通過導線與控制器和顯示器相連接。

所述顯示器上設有數碼顯示管和led指示燈。

所述控制器上設有mcu單片機ic，控制器通過mcu單片機ic來控制超級電容模組的充電系統，充電系統通過mcu單片機ic將信息傳遞到顯示器上的數碼顯示管和led指示燈上。

所述超級電容模組內設有充電控制電路，充電控制電路的負極輸出接口直接與超級電容模組的負極連接，充電主回路和負載開關電路以先并聯后串聯的方式串入超級電容模組的正極輸出回路，超級電容模組的正級輸出接口和負極輸出接口為外部連接線的接口，正級輸出接口和負極輸出接口既是放電輸出接口又是充電輸入接口。

所述超級電容模組的負載開關電路與汽車的蓄電池相連接，負載開關電路采用n型mos管器件作為主體。

所述殼體為圓球型結構，殼體內設有內殼體，殼體上設有滑道，內殼體上設有滑頭，內殼體通過滑頭使內殼體與外殼體相連接，在內殼體底部設有滑動滾珠，滑動滾珠活動嵌在內殼體底部的外側面上。

所述殼體由第一上蓋、第二上蓋和底座構成，底座的頂部設有第一上蓋和第二上蓋，底座為半球型結構，第一上蓋和第二上蓋結構相同，第一上蓋和第二上蓋組合成半球型結構，第一上蓋、第二上蓋和底座共同形成球型結構，在第一上蓋和第二上蓋的中部呈對稱結構各設有一條滑道，底座的兩側呈對稱結構各設有一條滑道，底座兩側的滑道分別與第一上蓋和第二上蓋上的滑道相連通。

所述內殼體由內殼上蓋、內殼底座、載物臺、連接臺和重力塊構成，內殼底座上設有連接臺，連接臺上設有載物臺，載物臺上設有卡塊和漏液孔，內殼上蓋和內殼體底座均為半球型結構，內殼上蓋的開口內壁上設有內螺紋，內殼底座的連接臺外側面設有外螺紋，內殼上蓋通過內螺紋與連接臺上的外螺紋相連接使得內殼上蓋和內殼底座相連接，內殼上蓋和內殼底座形成球型結構，在內殼底座內設有連接管，連接管的兩端各設有一個滑頭，內殼體通過兩個滑頭插入到外殼體上的滑道內使內殼體與外殼體相連接，所述載物臺的頂部面為凹球面結構，載物臺凹球面的底部中心部位設有漏液孔，所述內殼底座內設有重力塊，重力塊上設有中孔，重力塊上的中孔與漏液孔相連通，漏液孔與中孔之間設有管道，管道穿過重力塊與內殼底座底部的儲液倉相連接。

所述儲液倉底部的內殼底座上設有密封口，密封口上設有密封塞。

所述滑頭上設有旋轉滾子，旋轉滾子套在滑頭上，滑頭通過旋轉滾子在滑道內進行滑動，滑頭一端與連接管相連接，滑頭的另一端與輸電線相連接。

由于采用了上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

本發明所述的一種無電池的汽車應急啟動電源，包括殼體、控制器、顯示器和超級電容模組，通過在控制器使電池組和顯示器相連接，并通過控制電池組內蓄電池和超級電容模組的充電電路，以此來達到特殊情況下啟動汽車電源的目的；本發明實用性強，使用和安裝起來都比較簡單，不但可以采用多種方法將汽車的電源啟動，而且適用于各種特殊環境，同時降低了汽車啟動的安全性，從而極大的方便了人們日常生活和工作。

【附圖說明】

圖1為本發明的結構示意框圖；

圖2為本發明的電池組充電系統電路圖；

圖3為本發明的微控制單元電路圖；

圖4為本發明的殼體立體結構示意圖；

圖5為本發明的內殼體立體結構拆分示意圖；

圖6為本發明的滑頭立體結構示意圖；

圖中：1、控制器；2、顯示器；3、超級電容模組；101、第一上蓋；102、第二上蓋；103、底座；104、滑道；105、滑頭；106、內殼上蓋；107、內螺紋；108、載物臺；109、連接臺；110、外螺紋；111、連接管；112、漏液孔；113、內殼底座；114、重力塊；115、儲液倉；116、卡塊；117、輸電線；118、旋轉滾子；119、滑動滾珠；120、中孔。

【具體實施方式】

通過下面的實施例可以詳細的解釋本發明，公開本發明的目的旨在保護本發明范圍內的一切技術改進。

結合附圖1～6所述的一種無電池的汽車應急啟動電源，包括殼體、控制器1、顯示器2和超級電容模組3，在殼體內設有超級電容模組3，超級電容模組3為儲能主體，超級電容模組3上設有外部dc直流源輸入口，超級電容模組3通過導線與控制器1和顯示器2相連接；所述顯示器2上設有數碼顯示管和led指示燈；所述控制器1上設有mcu單片機ic，控制器1通過mcu單片機ic來控制超級電容模組3的充電系統，充電系統通過mcu單片機ic將信息傳遞到顯示器2上的數碼顯示管和led指示燈上；所述超級電容模組3內設有充電控制電路，充電控制電路的負極輸出接口直接與超級電容模組3的負極連接，充電主回路和負載開關電路以先并聯后串聯的方式串入超級電容模組3的正極輸出回路，超級電容模組3的正級輸出接口和負極輸出接口為外部連接線的接口，正級輸出接口和負極輸出接口既是放電輸出接口又是充電輸入接口；所述超級電容模組3的負載開關電路與汽車的蓄電池相連接，負載開關電路采用n型mos管器件作為主體；所述殼體為圓球型結構，殼體內設有內殼體，殼體上設有滑道104，內殼體上設有滑頭105，內殼體通過滑頭105使內殼體與外殼體相連接，在內殼體底部設有滑動滾珠119，滑動滾珠119活動嵌在內殼體底部的外側面上；所述殼體由第一上蓋101、第二上蓋102和底座103構成，底座103的頂部設有第一上蓋101和第二上蓋102，底座103為半球型結構，第一上蓋101和第二上蓋102結構相同，第一上蓋101和第二上蓋103組合成半球型結構，第一上蓋101、第二上蓋102和底座103共同形成球型結構，在第一上蓋101和第二上蓋102的中部呈對稱結構各設有一條滑道104，底座103的兩側呈對稱結構各設有一條滑道104，底座103兩側的滑道104分別與第一上蓋101和第二上蓋102上的滑道104相連通；所述內殼體由內殼上蓋106、內殼底座113、載物臺108、連接臺109和重力塊114構成，內殼底座113上設有連接臺109，連接臺109上設有載物臺108，載物臺108上設有卡塊116和漏液孔112，內殼上蓋106和內殼體底113座均為半球型結構，內殼上蓋106的開口內壁上設有內螺紋107，內殼底座113的連接臺109外側面設有外螺紋110，內殼上蓋106通過內螺紋107與連接臺109上的外螺紋110相連接使得內殼上蓋106和內殼底座113相連接，內殼上蓋106和內殼底座113形成球型結構，在內殼底座113內設有連接管111，連接管111的兩端各設有一個滑頭105，內殼體通過兩個滑頭105插入到外殼體上的滑道104內使內殼體與外殼體相連接，所述載物臺108的頂部面為凹球面結構，載物臺108凹球面的底部中心部位設有漏液孔112，所述內殼底座113內設有重力塊114，重力塊114上設有中孔120，重力塊114上的中孔120與漏液孔112相連通，漏液孔112與中孔120之間設有管道，管道穿過重力塊114與內殼底座113底部的儲液倉115相連接；所述儲液倉115底部的內殼底座113上設有密封口，密封口上設有密封塞；所述滑頭105上設有旋轉滾子118，旋轉滾子118套在滑頭105上，滑頭105通過旋轉滾子118在滑道104內進行滑動，滑頭105一端與連接管111相連接，滑頭105的另一端與輸電線117相連接。

結合附圖2和3，實施本發明所述的一種無電池的汽車應急啟動電源，用戶可以采用兩種模式，一種定義為輔助啟動模式；另一種定義為獨立啟動模式，兩種模式的區別在于輔助模式不需要從外部適配器取電，只需要將正負極夾子夾到超級電容模組3的正極輸出接口和負極輸出接口即可啟動汽車，而獨立啟動模式則需要連接外部dc直流源輸入口取電并且斷開汽車電池組3中蓄電池的連接才能啟動汽車。

在啟動汽車的時候，使用者首先必須根據汽車饋電程度來選擇啟動模式，輕微饋電可以選擇輔助啟動模式，一般適用由低溫或蓄電池老化引起的饋電；而由于汽車長時間不用或忘關閉汽車電路引起的蓄電池嚴重饋電，則必須采用獨立啟動模式，在此模式中，還必須斷開蓄電池和汽車的連接，否則蓄電池會形成一個嚴重負載；而顯示器2上的數碼顯示管通過mcu單片機ic來實時顯示電池組中超級電容模組的電壓，led指示燈，用來指示超級電容模組3的充電狀態，紅色表示充電正常進行中，綠色表示充電已經完成，并已經打開內部直通開關，此時超級電容模組3和蓄電池的正負極已經完全直通，此時可以用來啟動汽車。

超級電容模組3的充電控制電路，采用ti的bq24640超級電容專用充電ic，可以實現從超級電容模組3的現有電壓充到設置的最高電壓，如果輸入電壓低于設置的最高電壓，則充到比輸入電壓低1v的電壓就停止充電，通過超級電容模組3的充電控制電路會輸出一個充電狀態信號，此信號傳送到控制器1，控制器1通過通過mcu單片機ic檢測判斷是否已經停止充電或是充電電流已經很小可以近似于完成充電，當檢測到充電完成后，mcu單片機ic輸出一個信號驅動led指示燈，led指示燈來告知使用者充電已經完成，可以去啟動汽車了，同時關閉充電狀態led指示燈，同時mcu單片機ic通過discharg_en端口輸出一個高電平信號來打開由4顆n型場效應管和ltc的自舉升壓ic組成的負載開關電路，至此就已經完成了超級電容模組3的充電過程并已經打開內部直通開關，已經處于可以啟動汽車的狀態，如果采用的是獨立啟動模式，則在完成充電后，外部dc直流源還不能斷開，直到完成汽車的啟動，因為超級電容儲存的能量很有限，如若斷開外部直流源，則超級電容的電壓會迅速下降而影響汽車的啟動。

結合附圖4-6，由于目前設備在安裝超級電容模組3的時候經常會出現由于安裝的原因造成漏液的現象，從而造成超級電容模組3使用壽命的減少，因此，在使用的過程中可以將超級電容模組3先固定在內殼體的載物臺108上，并通過卡塊116來對超級電容模組3進行固定，而超級電容模組3的正級輸出接口和負極輸出接口可以通過連接管111的兩端分別與兩個滑頭105處的輸電線117相連接，而內殼底座113內的重力塊114可以起到不倒翁的效果，使得內殼底座113可以根據重力始終使超級電容模組3處于水平的效果，而內殼通過滑頭105、滑動滾珠119以及連接管111使得內殼可以在外殼內進行前后的擺動，而當汽車相兩側傾斜的時候，內殼可以通過兩側的滑頭105在外殼的滑道104內移動，從而使內殼在外殼內保持了平衡，這樣就有效的防止了超級電容模組3漏液的現象，而當漏液發生的時候，由于載物臺108的上部面為凹球面型結構，因此漏液會從載物臺108的漏液孔112內流出，再經過中孔120流入到內殼底座113的儲液倉115內，在維修的時候可以將內殼取出來之后，打開內殼底座113上密封口處的密封塞將廢液處理掉。

本發明未詳述部分為現有技術，盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，具體實現該技術方案方法和途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護范圍。