一種三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法用三元鋰電池制作汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源的技術(shù)問(wèn)題，包括：三串三元鋰電池組模塊；四串三元鋰電池組模塊，所述四串三元鋰電池組模塊與恒流恒壓模塊串聯(lián)后與所述三串三元鋰電池組模塊并聯(lián)；負(fù)載端接頭；單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊，包括若干個(gè)并聯(lián)的單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲包括串聯(lián)的二極管與PTC熱敏電阻；恒流恒壓模塊，所述恒流恒壓模塊連接至所述四串三元鋰電池組模塊和所述三串三元鋰電池組模塊；放電繼電器；和放電管理模塊；其中，所述PTC熱敏電阻與所述二極管熱接觸。實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案可解決三元鋰電池高壓反向充電，過(guò)電流放電和電池過(guò)熱的技術(shù)問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)力鋰電池，特別涉及汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源用于在極端條件下的汽車啟動(dòng)，例如低溫啟動(dòng)。在短時(shí)間內(nèi)提供大電流，從而啟動(dòng)汽車。在極端條件下，瞬間堵轉(zhuǎn)電流可達(dá)1500A以上，屬于典型的短時(shí)間大電流放電情況。
[0003]市場(chǎng)上汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源(Jump-starter)產(chǎn)品多年來(lái)絕大多數(shù)是用鉛酸電池制造的。鉛酸電池在制造、使用、回收過(guò)程中可能造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；且應(yīng)急啟動(dòng)電源屬于低溫環(huán)境下使用的非常用設(shè)備，閑置時(shí)間長(zhǎng)。鉛酸電池中的鉛容易發(fā)生氧化，造成電池?zé)o法正常工作?，F(xiàn)有技術(shù)中有用大倍率磷酸鐵鋰電池制造的汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，然而大倍率磷酸鐵鋰電池價(jià)格太高，市場(chǎng)接受程度低。
[0004]大倍率三元鋰電池與鉛酸電池價(jià)格相差不大，在成本上屬于容易被市場(chǎng)接受的范圍。但現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有采用三元鋰電池制作應(yīng)急啟動(dòng)電源，這是因?yàn)楝F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的汽車內(nèi)用電器額定電壓為12V，不得大于14.4V，否則容易造成用電器燒毀，不得小于7.2V，否則無(wú)法形成有效供電。單節(jié)大倍率三元鋰電池在充滿后的電壓為4.2V，四串三元鋰電池組充電電壓要達(dá)到4.2VX4 = 16.8V，電壓太高。12V汽車啟動(dòng)后發(fā)電機(jī)將給電瓶充電，充電電壓可以達(dá)到14.4V。而三串三元鋰電池組充電電壓必須小于等于4.2VX 3 = 12.6V，12V汽車啟動(dòng)后發(fā)電機(jī)的14.4V充電電壓，可以給三串三元鋰電池組過(guò)壓充電，造成電池過(guò)熱，甚至引發(fā)燃燒。因此，在放電回路中必須串聯(lián)單向?qū)ǖ亩O管。12V汽車啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電壓必須大于7.2V。加上串聯(lián)的單向?qū)ǘO管的0.6V電壓，7.2V+0.6V = 7.8V。三串三元鋰電池組中單節(jié)電池大倍率放電的中后期電壓將小于7.8V / 3 = 2.6V，電池儲(chǔ)存電能將無(wú)法進(jìn)行有效地放電。因此無(wú)論是采取三串還是四串三元鋰電池組都難以符合12V汽車應(yīng)用的要求。另外，三元鋰電池的特性是在過(guò)壓充電、大電流放電時(shí)，容易發(fā)生過(guò)熱，且三元鋰電池相比傳統(tǒng)鉛酸電池體積較小，熱容量小，更容易發(fā)生高溫事故，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)火災(zāi)，造成財(cái)產(chǎn)和人員損失。
[0005]克服上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)采用三元鋰電池制作汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源的技術(shù)目標(biāo)，屬于該領(lǐng)域技術(shù)人員一直可望解決但始終未能獲得成功的技術(shù)難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型中披露了一種三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)施的:
[0007]一種三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，包括:三串三元鋰電池組模塊；四串三元鋰電池組模塊，所述四串三元鋰電池組模塊與恒流恒壓模塊串聯(lián)后與所述三串三元鋰電池組模塊并聯(lián)；負(fù)載端接頭，所述負(fù)載端接頭連接外部負(fù)載，所述負(fù)載端接頭連接至放電繼電器和所述三串三元鋰電池；單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊，包括若干個(gè)并聯(lián)的單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲包括串聯(lián)的二極管與PTC熱敏電阻，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊連接至所述放電繼電器和所述三串三元鋰電池組模塊；恒流恒壓模塊，所述恒流恒壓模塊連接至所述四串三元鋰電池組模塊和所述三串三元鋰電池組模塊；放電繼電器；和放電管理模塊，所述放電管理模塊包括單片機(jī)和放電開(kāi)關(guān)，所述放電管理模塊連接并控制所述恒流恒壓模塊、所述放電繼電器；其中，所述PTC熱敏電阻與所述二極管熱接觸。
[0008]更進(jìn)一步地，所述恒流恒壓模塊具體為13V。
[0009]更進(jìn)一步地，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊中的并聯(lián)的單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲數(shù)量為20~80個(gè)。
[0010]實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案可解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法用三元鋰電池制作汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源的技術(shù)問(wèn)題；實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過(guò)設(shè)置兩組三元鋰電池電池組、設(shè)置與二極管熱接觸的PTC熱敏電阻(正溫度系數(shù)熱敏電阻)，可實(shí)現(xiàn)防止三元鋰電池反向充電，過(guò)電流放電和電池過(guò)熱，保證系統(tǒng)安全的技術(shù)效果。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0011]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】的三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]在上述附圖中，各圖號(hào)標(biāo)記分別表示:
[0014]1-三串三元鋰電池組模塊；
[0015]2-四串三元鋰電池組模塊；
[0016]3-負(fù)載?而接頭；
[0017]4-單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊，41-單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，42-二極管，43-PTC熱敏電阻；
[0018]5-恒流恒壓模塊；
[0019]6-放電管理模塊，61-單片機(jī)，62-放電開(kāi)關(guān)；
[0020]7-放電繼電器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]在本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】中，一種三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，如圖1所示，包括:三串三元鋰電池組模塊I ;四串三元鋰電池組模塊2 ;負(fù)載端接頭3 ;單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊4，包括若干個(gè)并聯(lián)的單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲包括串聯(lián)的二極管42與PTC熱敏電阻43 ;恒流恒壓模塊5，所述恒流恒壓模塊5連接至所述四串三兀鋰電池組模塊2 ;放電繼電器7 ;和放電管理模塊6,所述放電管理模塊6包括單片機(jī)61和放電開(kāi)關(guān)62，所述放電管理模塊6連接并控制所述恒流恒壓模塊5、所述放電繼電器7 ；其中，所述PTC熱敏電阻43與所述二極管42熱接觸。
[0023]在該【具體實(shí)施方式】中，所述三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源的工作原理如下:一、連接所述負(fù)載端接頭3，啟動(dòng)所述放電開(kāi)關(guān)62，所述放電繼電器7被控制吸合導(dǎo)通，如果所連接的外部電瓶的電壓大于所述三串三元鋰電池組模塊I的電壓，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41中的所述二極管42反向阻斷給所述三串三元鋰電池組模塊I充電。二，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)消耗電流，所述三串三元鋰電池組模塊I的電壓開(kāi)始下降，所述放電管理模塊6控制所述恒流恒壓模塊5啟動(dòng)，所述四串三元鋰電池組模塊2給所述三串三元鋰電池組模塊I充電。三，每次電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間被所述放電管理模塊6控制為小于等于5秒鐘，然后等待2分鐘，此時(shí)所述四串三元鋰電池組模塊2持續(xù)為所述三串三元鋰電池組模塊I充電。四，當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)大于2秒鐘，所述二極管42持續(xù)通過(guò)大電流并大量發(fā)熱，由于所述二極管42與所述PTC熱敏電阻43熱接觸，所述PTC熱敏電阻43被加熱，并變成高阻態(tài)模式，從而降低電流，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)作用。五，為了避免操作者在連接方向上的操作失誤，當(dāng)所述負(fù)載端接頭3上意外施加反向12V、反向24V或正向24V等異常電壓時(shí)，所述放電繼電器7不吸合。六，當(dāng)所述放電繼電器7失效、節(jié)點(diǎn)短路、同時(shí)所述負(fù)載端接頭意外施加反向12V、反向24V時(shí)，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41中的PTC熱敏電阻43在所述二極管42的加熱下，在I秒內(nèi)將變成高阻態(tài)；或者，當(dāng)所述放電繼電器7失效、節(jié)點(diǎn)短路、同時(shí)負(fù)載端意外施加正向24V，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲
41中的二極管42反向阻斷給所述三串三元鋰電池組模塊I充電。該【具體實(shí)施方式】中，綜合考慮了以上的多種異常情況，提高系統(tǒng)的安全性，保證所述三元鋰電池能夠在工作中正常工作并應(yīng)對(duì)多種意外的情況。
[0024]本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn)包括在于，第一、為了克服三元鋰電池工作電壓無(wú)法匹配12V汽車的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)置了兩個(gè)電池組模塊，即所述三串三元鋰電池組模塊I和所述四串三元鋰電池組模塊2。當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)消耗電能時(shí)，所述三串三元鋰電池組模塊I處于充滿狀態(tài)，提供12.6V的電壓。由于三元鋰電池的特征，在充滿狀態(tài)下放電后，會(huì)產(chǎn)生快速的電壓下降，因此所述三串三元鋰電池組模塊I電壓開(kāi)始下降，所述恒流恒壓模塊5被控制啟動(dòng)，所述四串三元鋰電池組模塊2給所述三串三元鋰電池組模塊I充電，并避免所述三串三元鋰電池過(guò)壓充電。每次電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間被所述放電繼電器7控制小于等于5秒鐘，等待2分鐘。此時(shí)，所述四串三元鋰電池組模塊2保持給所述三串三元鋰電池組模塊I充電，從而克服所述三串三元鋰電池組模塊I儲(chǔ)存的電能無(wú)法充分有效地放電的技術(shù)問(wèn)題。第二、為了克服三元鋰電池體積小、熱容量小、安全性低的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)保證系統(tǒng)安全性的技術(shù)目標(biāo)，在所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41中設(shè)置了熱接觸的所述二極管42和所述PTC熱敏電阻43。所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41中的所述二極管42，可避免大于12.6V的12V汽車啟動(dòng)后發(fā)電機(jī)的充電電壓或者電瓶電壓給所述三串三元鋰電池組模塊I過(guò)壓充電引起安全事故。所述熱接觸在實(shí)際產(chǎn)品中包括多種【具體實(shí)施方式】，例如將所述二極管42和所述PTC熱敏電阻43在上下方向上層疊并直接接觸，或?qū)⑵浞謩e與高導(dǎo)熱材料接觸，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力將各種現(xiàn)有技術(shù)中的熱接觸方式與本實(shí)用新型的技術(shù)方案結(jié)合，形成不脫離本實(shí)用新型保護(hù)范圍的新技術(shù)方案。當(dāng)所述二極管42中長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)大電流時(shí)，例如當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)大于2秒鐘時(shí)，所述二極管42快速發(fā)熱，并加熱所述PTC熱敏電阻43，所述PTC熱敏電阻43轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦钁B(tài)后可使得電流降低，并在事實(shí)上起到斷路作用，當(dāng)溫度降低后再行恢復(fù)通路狀態(tài)，這也就是該模塊被稱為單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊的原因。此外，當(dāng)所述放電繼電器7失效、節(jié)點(diǎn)短路、同時(shí)所述負(fù)載端接頭3意外施加反向12V、反向24V，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41中的PTC在I秒內(nèi)將變成高阻態(tài)，避免大電流引起火災(zāi)，提高系統(tǒng)的安全性。當(dāng)所述放電繼電器7失效、節(jié)點(diǎn)短路、同時(shí)所述負(fù)載端接頭3意外施加正向24V，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41中的二極管42反向阻斷給所述三串三元鋰電池組模塊I充電，避免所述三串三元鋰電池組模塊I過(guò)壓充電引起安全事故，提高系統(tǒng)的安全性。第三，采用繼電器作為放電控制開(kāi)關(guān)，而不米用現(xiàn)有技術(shù)中常用的 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor，金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管，簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管)，不易失效短路。
[0025]優(yōu)選地，所述恒流恒壓模塊具體為13V，在時(shí)間控制下滿足所述三串三元鋰電池組模塊I的充電要求，且保證安全性。
[0026]優(yōu)選地，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊4中的并聯(lián)的單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41數(shù)量為20?80個(gè)?？紤]到具體的二極管選型，考慮到汽車瞬間堵轉(zhuǎn)電流可能達(dá)到2000A，設(shè)置在20?80個(gè)所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲41，保證所述二極管42中的瞬間電流不大于所述二極管
42的允許通過(guò)電流，可擴(kuò)大單向?qū)娏髂芰?，提高系統(tǒng)安全性。
[0027]需要指出的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，其特征在于，包括: 三串三元鋰電池組模塊； 四串三元鋰電池組模塊，所述四串三元鋰電池組模塊與恒流恒壓模塊串聯(lián)后與所述三串三元鋰電池組模塊并聯(lián)； 負(fù)載端接頭，所述負(fù)載端接頭連接外部負(fù)載，所述負(fù)載端接頭連接至放電繼電器和所述三串三元鋰電池； 單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊，包括若干個(gè)并聯(lián)的單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲包括串聯(lián)的二極管與PTC熱敏電阻，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊連接至所述放電繼電器和所述三串三元鋰電池組模塊； 恒流恒壓模塊，所述恒流恒壓模塊連接至所述四串三元鋰電池組模塊和所述三串三元鋰電池組模塊； 放電繼電器；和 放電管理模塊，所述放電管理模塊包括單片機(jī)和放電開(kāi)關(guān)，所述放電管理模塊連接并控制所述恒流恒壓模塊、所述放電繼電器； 其中，所述PTC熱敏電阻與所述二極管熱接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，其特征在于，所述恒流恒壓模塊具體為13V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元鋰電池汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源，其特征在于，所述單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲模塊中的并聯(lián)的單向自恢復(fù)保險(xiǎn)絲數(shù)量為20?80個(gè)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203562788SQ201320375711
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】盧圣凱 申請(qǐng)人:蘇州中元?jiǎng)恿萍加邢薰?br>