专利名称：一种车辆启动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆启动系统。
背景技术：
汽车上使用的电池由于老化、硫化、容量减少或充电不足、维护不当导致电压低、 输出电流不足或天气寒冷等原因，会出现汽车不能正常启动的情况，会使汽车电池过度放 电，影响汽车电池的寿命。目前市场上有很多辅助汽车启动的应急启动器，但这些设备存在 操作不方便的缺点，如在对应急启动器的蓄电池充电时，很难检测蓄电池的状态是否充满， 当应急启动器对车辆进行充电时，也很难得出汽车电池的电量状态，可能使车辆电池过充， 存在使用不安全等缺陷，不能满足应急环境下的需求。
实用新型内容本实用新型为了解决有技术中应急启动器使用不安全的问题，提供一种结构简 单、使用方便和性能可靠的车辆启动系统。 本实用新型提供一种车辆启动系统，包括蓄电池；与蓄电池连接的充电管理器，所 述充电管理器用于控制蓄电池的充电；与蓄电池连接的电量检测显示单元，所述电量检测 显示单元用于检测并显示蓄电池电量；与蓄电池连接的点火控制模块，所述点火控制模块 用于控制蓄电池向车辆电池充电；与所述点火控制模块连接的车辆电池检测模块，所述车 辆电池检测模块用于检测车辆电池的电量。 本实用新型提供的车辆启动系统，当车辆由于电池缺少电能无法正常启动时，可 实现正常启动车辆，而且仅使用少量器件就组成了一个安全性能良好的车辆启动系统，而 且具有准确性高、可视化等特点，并且制造成本低。
图1是本实用新型车辆启动系统的结构图； 图2是本实用新型车辆启动系统中充电管理器和电量检测显示单元电路原理图； 图3是本实用新型车辆启动系统中电池极性反接警报模块和汽车电池检测模块 电路原理图； 图4是本实用新型车辆启动系统中照明模块电路原理图； 图5是本实用新型车辆启动系统中USB充电接口模块电路原理图。
具体实施方式如图1所示，本实用新型提供一种车辆启动系统，包括蓄电池1 ;与蓄电池连接的 充电管理器2，所述充电管理器用于控制蓄电池的充电；与蓄电池连接的电量检测显示单 元3，所述电量检测显示单元4用于检测并显示蓄电池电量；与蓄电池连接的点火控制模块 7和车辆电池检测模块6，所述点火控制模块7用于控制蓄电池1向车辆电池充电；与所述
3点火控制模块7连接的车辆电池检测模块6 ，所述车辆电池检测模块6用于检测车辆电池的 电量。 如图2为车辆启动系统中充电管理器2和电量检测显示单元4电路原理图，充电 管理器输出电压(CH+为正端，CH-为负端)为14. 5V，略高于蓄电池电压，这样可以保证蓄 电池能充满电。电路中，BT1为蓄电池(12V/9AH)， Fl为保险丝，电阻R21、 R20为三极管 Q9提供基极偏置电流，电阻R18， R19为三极管Q8提供基极偏置电流，LM339-1、 LM339-2、 LM339-3和LM339-4为电压比较器，LED3、 LED4、 LED5和LED6为发光二极管，用于显示蓄电 池BT1电量的多少。 充电过程如下当蓄电池电压较低时，由于电阻R20、 R21的作用，Q9导通，E点处 于高电位，LM339-2芯片上电开始工作，指示灯LED4常亮。由于此时LM339-4芯片11脚比 10脚电位高，比较器LM339-4输出端(D点)为高电平，使LM339-2的输入端7脚电位高于6 脚电位，于是比较器LM339-2输出端(C点)为高电平，Q8导通，其极射极导通电流为Ql提 供偏置工作电流，于是Q1导通并处于饱和状态，并以较大的电流给蓄电池BT1充电。随着 蓄电池BT1的电压不断升高，E点电位相应不断升高，B点分电压不断升高，同时由于稳压二 极管Z2的作用，F点的电位几乎不变，当蓄电池BT1电压升高到10. 5V时，比较器LM339-1 输入端4脚电位高于5脚电位，比较器LM339-1输出为低电平，点亮指示灯LED3，同样当蓄 电池BT1电压升高至11. 9V时，第三个指示灯LED5启动并处于常亮，至此，整个过程中Ql 始终处于导通状态，以保证电池以较大电流充电。而当蓄电池电压升高至12. 5V时，比较器 LM339-4翻转，输出端(D点)变成低电位使指示灯LED6发光，导致比较器LM339-2输出C 点变为低电平，关断三极管Q8，并使三极管Q1处于截止状态。随着三极管Q1的截至，充电 器只能通过电阻R2和R3以很小电流给电池充电，蓄电池电压稍有下降，A点电位开始下降， E点电位开始下降，当E点电位下降至12. 5V以下时，比较器LM339-4输入端10脚电位小 于11脚电位，LM339-4输出翻转变为低电平，指示灯LED6熄灭，三极管Q8再次导通，三极 管Ql处于饱和导通状态，充电电流再次恢复到较大值，A点电位开始不断升高，E点电位随 之升高，当电池电压再次升高到12. 5V时，指示灯LED6再次点亮，并重复上面的过程，所以 当蓄电池电压充到一定值(比如设定12. 5V)之后，指示灯LED3、LED4和LED5常亮，而指示 灯LED6处于闪烁的状态，此时充电器以脉动电流给蓄电池充电。 在充电过程中，二极管D1处于导通状态，每个指示灯对应一定范围的电池电压 指，这个范围可以通过调节电位器VR1和电阻R23、 R26、 R27和R28的值来实现。 以上是充电状态电路的工作情况，断电工作状态下电路工作情况如下 在非充电状态下，二极管Dl截止，三极管Ql、 Q8和Q9处于截止状态，此时按下按 键S1， E点电位就是蓄电池电压，LM339系列芯片处于工作状态，某一个范围的电池电量和 相应的LED指示灯对应，比如，当电池电压较低时，B点电位较低，比较器LM339-1、 LM339-3 和LM339-4的负端电压小于各自的正端电压，故三个比较器均输出低电平，此时只有LED4 亮，LED3、LED5和LED6熄灭。如果电池电压较高，LED4和LED3同时亮，如果电池电量足够 高，4个LED指示灯就会全亮，电池对应的电压值同样可以通过调节电位器VR1和电阻R23、 R26、 R27和R28的值来实现。 所述车辆启动系统还包括电池极性反接警报模块8，所述电池极性反接警报模块 8用于当所述车辆启动系统和车辆的正负极极性接反时发出警报。[0018] 如图3为电池极性反接警报模块8和车辆电池检测模块6电路原理图，所述电池 极性反接警报模块包括发光二极管LED7， 二极管D4和蜂鸣器BZ1 ，所述二极管LED7和蜂鸣 器BZ1串联后与发光二极管LED7并联在一起，所述二极管D4的阴极端和发光二极管LED7 的阴极端连接在一起。所述反接报警模块的输出端为红色夹子和黑色夹子，红色的夹子一 端联接点火控制开关SW3，黑色的夹子与地连接，其通过红色和黑色两个夹子与汽车上的电 池相连，正确的接法是红色夹子接汽车电池的正极，黑色夹子接汽车电池的负极。如果红 黑夹子正负极接反，也即红色误接到负极上，黑色误接到正极上，蜂鸣器支路就会有电流流 过，蜂鸣器BZ1导通，发出蜂鸣警报，同时发光二极管LED7支路流过电流，LED7正向导通点 亮发光，这种声光双重警报功能提示用户误操作，须重新正确连接。 所述车辆启动系统还包括车辆电池检测模块，所述车辆电池检测模块中设有稳压 装置，所述稳压装置用于限定车辆电池充满电时的电压值。车辆电池检测模块主要用于检 测启动过程中汽车电池电压变化情况，并将这种电压变化用LED来指示，所述稳压装置可 以为稳压管，设定稳压管的电压值，比如设定为13伏，当汽车电池电压低于13V时，指示红 色，高于13V时，指示绿色，其工作原理如下当汽车电池电压高于13V时，稳压管Z4工作于 稳压状态，其稳压工作电流为三极管Q7提供偏置电流，使三极管Q7导通，三极管Q6截止， 使得红色发光二极管LED8导通发红光；当汽车电池电压低于13V时，三极管Q6导通，三极 管Q7截止，使得绿色发光二极管LED9导通发绿光。 所述车辆启动系统还包括点火控制模块7，所述点火控制模块7可以为手动开关 或可控开关，当车辆电池检测模块6检测到车辆电池充满电时，点火控制模块控制蓄电池 停止向车辆充电。 所述车辆启动系统，还包括照明模块4，所述照明模块4与所述蓄电池1连接。所 述照明模块设有稳压装置，所述稳压装置防止蓄电池过度放电。 如图4为照明模块电路原理图，其中SW2是控制开关，LED1和LED2是发光二极管， 按下SW2按键，如果蓄电池电量高于某一电压值时该值由稳压二极管Z3的稳压值设定，可 以设定为IOV，当稳压二极管Z3工作于稳压状态时，只要稳压工作电流足够大，就能为三极 管Q5提供基极偏置电流，使三极管Q5导通，LED1和LED2发出高亮LED白光，满足应急或 者正常的照明。如果电池电量过低(比如低于10V)，则稳压二极管Z3断开，无法给三极管 Q5提供基极电流，因此三极管Q5截止，发光二极管LED1、LED2均不发光。三极管Q4、Q5和 电阻Rl组成限流电路，属于负反馈的过程，即如果流过LED1、 LED2的电流过大，则Rl上的 压降增大使得三极管Q4导通，从而对三极管Q5基极分流，结果导致流过LED1、LED2的电流 减小，这样做有利于保护LED的使用寿命，因为LED —般需要工作于恒流状态，电流过大会 使其使用寿命急剧縮短。 所述车辆启动系统还包括USB充电接口模块5，所述USB充电接口模块5与所述蓄 电池l连接用于输出电能。所述USB充电接口模块设有稳压装置，所述USB充电接口模块 防止蓄电池过度放电。 如图5为所述USB充电接口模块电路原理图，该电路属于开关电源BUCK拓扑结 构，将高直流电压转换为低直流稳定电压，输出5V恒定输出，P丽芯片采用LM34063，其内部 集成有开关管，输入端电容E2和C3用于滤波(稳压和滤除高频杂波干扰)，由于该芯片基 准比较电压为1.25V，所以设定分压电阻R11为10K，R12为30K，以获得5V的输出电压。El是输出滤波电解电容，C3、C4为高频滤波电容，当输出5V正常时，LED3导通发光，用以指示 输出正常，否则说明输出故障。Q2、Q3、Z1、D5以及电阻R9、R10、R5、R6、R7共同组成蓄电池 电压过放保护电路，其原理如下当电池电压较高时，Zl处于稳压状态，其稳压工作电流为 Q2提供基极偏置电流使Q2导通，从而使得Q3导通，二极管D5反偏，LM34063芯片的5脚不 受影响，输出正常；当电池电压较低时，三极管Q2、Q3均处于截止状态，二极管D5正向导通 使得其阴极(即LM34063的5脚电位)电位被拉高，从而引起芯片动作，关闭输出。 下面叙述一下所述汽车启动系统的工作过程，首先将所述汽车启动系统和电源连 接，使电源通过充电管理器对蓄电池进行充电，所述电池电量检测显示单元可以检测出电 池的电量，当蓄电池充电达到设定值时，停止对蓄电池充电。 蓄电池充好电之后，就可以用来点火、启动汽车，在开启点火控制开关之前，先将 其拨到OFF位置，表示断开，将所述汽车启动器的红色、黑色粗铜线夹子和汽车电池连接正 确(如果极性接反，会警报提示)之后，可以开启所述点火控制开关，将其拨到ON的位置， 然后通过汽车上的点火系统正确操作，就可以启动汽车了，在启动过程中，可以动态观察到 汽车电池电量的变化情况，这通过车辆电池检测模块来实现。 照明模块和USB充电功能模块是附加的功能，对用户来说非常实用，所述照明模 块通过一个按键开关与蓄电池相连，手动控制按键可以开启和关断照明功能，而USB充电 功能模块通过另外一个按键开关与蓄电池相连，手动控制该按键可以开启和关断USB充电 输出，该输出接有一个发光二极管，用于指示USB充电模块有无电压输出，如果输出电压正 常，则该二极管常亮，否则常灭，表示没有输出。所述照明模块和USB充电功能模块均有蓄 电池过放保护功能，当蓄电池电量较低时，将自动关闭所述照明和USB充电功能，以保存电 池电量，延长电池的使用时间。 以上所述之具体实施方式
为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新 型的具体实施范围，凡依照本实用新型之形状、结构所做的等效变化均包含在本实用新型 的保护范围内。
权利要求一种车辆启动系统，其特征在于包括蓄电池；与蓄电池连接的充电管理器，所述充电管理器用于控制蓄电池的充电；与蓄电池连接的电量检测显示单元，所述电量检测显示单元用于检测并显示蓄电池电量；与蓄电池连接的点火控制模块，所述点火控制模块用于控制蓄电池向车辆电池充电；与所述点火控制模块连接的车辆电池检测模块，所述车辆电池检测模块用于检测车辆电池的电量。
2. 根据权利要求1所述的车辆启动系统，其特征在于所述车辆电池检测模块中设有 稳压装置，所述稳压装置用于限定车辆电池充满电时的电压值。
3. 根据权利要求1所述的车辆启动系统，其特征在于所述点火控制模块为可控开关 或手动开关。
4. 根据权利要求l所述的车辆启动系统，其特征在于还包括电池极性反接警报模块， 所述电池极性反接警报模块用于当所述车辆启动系统和车辆电池的正负极极性接反时发 出警报。
5. 根据权利要求4所述的车辆启动系统，其特征在于所述电池极性反接警报模块包 括发光二极管，二极管和蜂鸣器，所述二极管和蜂鸣器串联后与发光二极管并联在一起，所 述二极管的阴极端和发光二极管的阴极端连接在一起。
6. 根据权利要求l所述的车辆启动系统，其特征在于还包括照明模块，所述照明模块 与所述蓄电池连接。
7. 根据权利要求6所述的车辆启动系统，其特征在于所述照明模块设有稳压装置，所 述稳压装置防止蓄电池过度放电。
8. 根据权利要求1所述的车辆启动系统，其特征在于还包括USB充电接口模块，所述USB充电接口模块与所述蓄电池连接用于输出电能。
9. 根据权利要求8所述的车辆启动系统，其特征在于所述USB充电接口模块设有稳 压装置，所述USB充电接口模块防止蓄电池过度放电。
专利摘要本实用新型涉及一种车辆启动系统，包括蓄电池；与蓄电池连接的充电管理器，所述充电管理器用于控制蓄电池的充电；与蓄电池连接的电量检测显示单元，所述电量检测显示单元用于检测并显示蓄电池电量；与蓄电池连接的点火控制模块，所述点火控制模块用于控制蓄电池向车辆电池充电；与所述点火控制模块连接的车辆电池检测模块，所述车辆电池检测模块用于检测车辆电池的电量。本实用新型提供的车辆启动系统，当车辆由于电池缺少电能无法正常启动时，可实现正常启动车辆，而且仅使用少量器件就组成了一个安全性能良好的车辆启动系统，而且具有准确性高、可视化等特点，并且制造成本低。
文档编号H01M10/46GK201472270SQ200920134268
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月25日 优先权日2009年7月25日
发明者何山, 周从耿, 周海鸳, 范文华 申请人:比亚迪股份有限公司