一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统。包括智能直流电流控制器及与其连接的铅酸动力电池、锂离子动力电池；智能直流电流控制器的控制端与电动车辆控制器的输出端连接，以接收电动车辆控制器的控制信号；智能直流电流控制器还连接有电动车辆电机，检测所述铅酸动力电池、锂离子动力电池电压，控制铅酸动力电池、锂离子动力电池并联为电动车辆电机供电；智能直流电流控制器还连接有充电器，以利于通过智能直流电流控制器的滤波电路为所述铅酸动力电池、锂离子动力电池同时充电。本实用新型克服两种不同性质的电源并联放电带来的诸多问题，并解决不同性质电池的并联充电问题，同时弥补了不同电源固有的缺点，提高整体性能。
【专利说明】
一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统
技术领域
[0001]本实用新型主要作用于电气动力系统的化学电源，具体涉及一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统。
【背景技术】
[0002]目前市场上化学电源用于2轮电动车，4轮低速电动车，主要有铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。而主流产品为铅酸电池，铅酸电池作为动力源有如下缺点1、寿命短，2、铅酸电池负载以后，电压降大，表现为动力不足，上坡无力等，3、体积大，重量重限制单车电池携带量导致车辆的行驶里程有限。而锂电池恰恰与铅酸电池的优缺点相反，具有寿命长，负载后压降小，体积小重量轻等特点。
[0003]本实用新型的重点是发明的智能直流电流控制器与按一定比例配置的锂电池结合起来，借助锂电池优良的电性能在与以铅酸电池为主要化学电源的系统中起到:1、提高该系统的化学电源总电容量，(增加行驶里程)2、减轻铅酸电池负载后的放电电流大小，(电池放电倍率降低，电池寿命将极大延长)3、极大减小铅酸电池负载后的电压降，起到稳压的作用。
[0004]本实用新型提升了，2轮电动车、4轮低速电动车，一些电源系统等以铅酸为主供电电源的产品的综合放电性能和容量。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，克服两种不同性质的电源并联放电带来的诸多问题，并解决不同性质电池的并联充电问题，同时弥补了不同电源固有的缺点，提高整体性能。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，包括智能直流电流控制器及与该智能直流电流控制器分别连接的铅酸动力电池、锂离子动力电池;所述智能直流电流控制器的控制端与电动车辆控制器的输出端连接，以接收电动车辆控制器的控制信号;所述智能直流电流控制器还连接有电动车辆电机，通过检测所述铅酸动力电池、锂离子动力电池电压，控制所述铅酸动力电池、锂离子动力电池并联为所述电动车辆电机供电；所述智能直流电流控制器还连接有充电器，以利于充电器通过智能直流电流控制器的滤波电路为所述铅酸动力电池、锂离子动力电池同时充电。
[0007]在本实用新型一实施例中，所述铅酸动力电池规格为48V 12Ah/20Ah或60V 20Ah/30Ah，相对的所述锂离子动力电池规格为铅酸动力电池对应电压，容量为配对铅酸动力电池I/3?3/4容量的锂电池。
[0008]在本实用新型一实施例中，所述智能直流电流控制器包括IC芯片及与该IC芯片连接的电压检测模块、电源模块、电池充放电模块、LED指示灯模块;所述电压检测模块用于检测电动车辆控制器的输出端输出的控制信号、铅酸动力电池电压信号和锂离子动力电池电压信号，所述电源模块用于为整个智能直流电流控制器供电，所述电池充放电模块用于控制铅酸动力电池电压信号和锂离子动力电池的充放电，所述LED指示灯模块用于指示智能直流电流控制器的工作状态。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述电压检测模块包括第一至第三电压检测电路，所述第一电压检测电路用于检测电动车辆控制器的输出端输出的控制信号，所述第二电压检测电路用于检测铅酸动力电池电压信号，所述第三电压检测电路用于检测锂离子动力电池电压信号。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述第一电压检测电路包括第一至第二电容、第一至第二电阻，所述第一电容的一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端相连接作为第一电压检测电路的输入端，并连接至所述电动车辆控制器的输出端，所述第一电容的另一端、第一电阻的另一端与第二电容的一端相连接至GND，所述第二电容的另一端与第二电阻的另一端相连接作为第一电压检测电路的输出端，并连接至所述IC芯片;所述第二电压检测电路、第三电压检测电路的电路连接结构与所述第一电压检测电路相同，其中，所述第二电压检测电路、第三电压检测电路的输入端分别经第三电阻、第四电阻与所述电池充放电模块连接，第二电压检测电路、第三电压检测电路的输出端分别与所述IC芯片连接。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述电源模块用于将12V供电电源转换为5V。
[0012]在本实用新型一实施例中，所述电池充放电模块包括第一电解电容、第二电解电容、继电器、二极管、三极管、第一至第四双共阴极肖特基二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻;所述第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、继电器常开开关的一端、第一双共阴极肖特基二极管的阴极、锂离子动力电池的正极相连接至所述第三电压检测电路的输入端，所述第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、铅酸动力电池的负极、锂离子动力电池的负极、充电器输入负极相连接至GND，所述继电器常开开关的另一端与第二双共阴极肖特基二极管的阳极、第三双共阴极肖特基二极管的阳极相连接，所述继电器控制线圈的一端、二极管的阴极连接至12V供电电源的正极，所述继电器控制线圈的另一端、二极管的阳极相连接至所述三极管的集电极，所述三极管的基极经第五电阻与IC芯片连接，所述三极管的基极还经第六电阻与三极管的发射极相连接至GND，所述第一共阴极肖特基二极管的阳极、第四共阴极肖特基二极管的阳极、第七电阻的一端相连接至充电器输入的正极，所述第二共阴极肖特基二极管的阴极、第三共阴极肖特基二极管的阴极、第四共阴极肖特基二极管的阴极、第七电阻的另一端、铅酸动力电池的正极相连接至所述第二电压检测电路的输入端。
[0013]在本实用新型一实施例中，所述LED灯指示模块包括红色LED灯、蓝色LED灯、黄色LED灯和绿色LED灯，其中，红色LED灯用于指示继电器工作状态，蓝色LED灯用于指示锂离子动力电池处于高压，黄色LED灯用于指示铅酸动力电池处于高压，绿色LED灯用于指示锂离子动力电池与铅酸动力电池电压差小于阈值。
[0014]在本实用新型一实施例中，所述电动车辆包括2轮电动车、4轮低速电动车，所述电动车辆控制器为霍尔控制器。
[0015]在本实用新型一实施例中，所述IC芯片为51系列单片机。
[0016]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0017]1、在铅酸电池为主要动力源的系统中，该发明并不影响原有电池的使用体验，反而能作为附加的动力来源，提供更佳的使用体验；
[0018]2、克服两种不同性质的电源并联放电带来的诸多问题；
[0019]3、解决不同性质电池的并联充电问题；
[0020]4、通过组合并联相异电源，来弥补不同电源固有的缺点，提高整体性能；
[0021]5、本发明并非简单将两种相异电源不分容量的直接并联，而是经过大量实验验证得出的最佳匹配容量。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型控制电气原理图。
[0023]图2是本实用新型IC芯片电路原理图。
[0024]图3是本实用新型第一电压检测电路原理图。
[0025]图4是本实用新型电池充放电模块电路原理图。
[0026]图5是本实用新型电源模块电路原理图。
[0027]图6是本实用新型LED指示灯模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0029]如图1-6所示，本实用新型的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，包括智能直流电流控制器及与该智能直流电流控制器分别连接的铅酸动力电池、锂离子动力电池;所述智能直流电流控制器的控制端与电动车辆控制器的输出端连接，以接收电动车辆控制器的控制信号;所述智能直流电流控制器还连接有电动车辆电机，通过检测所述铅酸动力电池、锂离子动力电池电压，控制所述铅酸动力电池、锂离子动力电池并联为所述电动车辆电机供电;所述智能直流电流控制器还连接有充电器，以利于充电器(通过的铅酸动力电池充电器)通过智能直流电流控制器的滤波电路(图4中所示电解电容C9、C10)为所述铅酸动力电池、锂离子动力电池同时充电。
[0030]所述铅酸动力电池规格为48V 12Ah/20Ah或60V 20Ah/30Ah(或其他诸如64V、72V的规格)，相对的所述锂离子动力电池规格为铅酸动力电池对应电压(48V 7?12Ah或60V ??15Ah)，容量为配对铅酸动力电池1/3?3/4容量的锂电池。
[0031]如图2-6所示，所述智能直流电流控制器包括IC芯片(采用51系列单片机或其他具有相同功能的单片机)及与该IC芯片连接的电压检测模块、电源模块、电池充放电模块、LED指示灯模块;所述电压检测模块用于检测电动车辆控制器的输出端输出的控制信号、铅酸动力电池电压信号和锂离子动力电池电压信号，所述电源模块用于为整个智能直流电流控制器供电，所述电池充放电模块用于控制铅酸动力电池电压信号和锂离子动力电池的充放电，所述LED指示灯模块用于指示智能直流电流控制器的工作状态。
[0032]如图3所示，所述电压检测模块包括第一至第三电压检测电路，所述第一电压检测电路用于检测电动车辆控制器的输出端输出的控制信号，所述第二电压检测电路用于检测铅酸动力电池电压信号，所述第三电压检测电路用于检测锂离子动力电池电压信号。
[0033]如图3所示，所述第一电压检测电路包括第一至第二电容(图中Cll、C12)、第一至第二电阻(图中R14、R15)，所述第一电容的一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端相连接作为第一电压检测电路的输入端，并连接至所述电动车辆控制器的输出端，所述第一电容的另一端、第一电阻的另一端与第二电容的一端相连接至GND，所述第二电容的另一端与第二电阻的另一端相连接作为第一电压检测电路的输出端，并连接至所述IC芯片;所述第二电压检测电路、第三电压检测电路的电路连接结构与所述第一电压检测电路相同(第二电压检测电路、第三电压检测电路与图3所示的第一电压检测电路结构相同)，其中，所述第二电压检测电路、第三电压检测电路的输入端分别经第三电阻(图中R11)、第四电阻(图中RlO)与所述电池充放电模块连接，第二电压检测电路、第三电压检测电路的输出端分别与所述IC芯片连接。
[0034]如图4所示，所述电源模块用于将12V供电电源转换为5V，也可现将其他电压诸如24V、36V供电电源先转换为12V后供本申请电源模块进行电压转换。
[0035]如图5所示，所述电池充放电模块包括第一电解电容(图中C9)、第二电解电容(图中C10)、继电器(图中D6)、二极管(图中M7)、三极管(图中Ql)、第一至第四双共阴极肖特基二极管(图中04、03、02、01)、第五电阻(图中1?12)、第六电阻(图中1?13)、第七电阻(图中R16);所述第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、继电器常开开关(图中RYl)的一端、第一双共阴极肖特基二极管的阴极、锂离子动力电池的正极相连接至所述第三电压检测电路的输入端，所述第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、铅酸动力电池的负极、锂离子动力电池的负极、充电器输入负极相连接至GND，所述继电器常开开关的另一端与第二双共阴极肖特基二极管的阳极、第三双共阴极肖特基二极管的阳极相连接，所述继电器控制线圈的一端、二极管的阴极连接至12V供电电源的正极，所述继电器控制线圈的另一端、二极管的阳极相连接至所述三极管的集电极，所述三极管的基极经第五电阻与IC芯片连接，所述三极管的基极还经第六电阻与三极管的发射极相连接至GND，所述第一共阴极肖特基二极管的阳极、第四共阴极肖特基二极管的阳极、第七电阻的一端相连接至充电器输入的正极，所述第二共阴极肖特基二极管的阴极、第三共阴极肖特基二极管的阴极、第四共阴极肖特基二极管的阴极、第七电阻的另一端、铅酸动力电池的正极相连接至所述第二电压检测电路的输入端。
[0036]如图6所示，所述LED灯指示模块包括红色LED灯、蓝色LED灯、黄色LED灯和绿色LED灯，其中，红色LED灯用于指示继电器工作状态，蓝色LED灯用于指示锂离子动力电池处于高压，黄色LED灯用于指示铅酸动力电池处于高压，绿色LED灯用于指示锂离子动力电池与铅酸动力电池电压差小于阈值。
[0037]所述电动车辆包括2轮电动车、4轮低速电动车，所述电动车辆控制器为霍尔控制器。
[0038]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:包括智能直流电流控制器及与该智能直流电流控制器分别连接的铅酸动力电池、锂离子动力电池;所述智能直流电流控制器的控制端与电动车辆控制器的输出端连接，以接收电动车辆控制器的控制信号;所述智能直流电流控制器还连接有电动车辆电机，通过检测所述铅酸动力电池、锂离子动力电池电压，控制所述铅酸动力电池、锂离子动力电池并联为所述电动车辆电机供电；所述智能直流电流控制器还连接有充电器，以利于充电器通过智能直流电流控制器的滤波电路为所述铅酸动力电池、锂离子动力电池同时充电。2.根据权利要求1所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述铅酸动力电池规格为48V 12Ah/20Ah或60V 20Ah/30Ah，相对的所述锂离子动力电池规格为铅酸动力电池对应电压，容量为配对铅酸动力电池1/3?3/4容量的锂电池。3.根据权利要求1所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述智能直流电流控制器包括IC芯片及与该IC芯片连接的电压检测模块、电源模块、电池充放电模块、LED指示灯模块;所述电压检测模块用于检测电动车辆控制器的输出端输出的控制信号、铅酸动力电池电压信号和锂离子动力电池电压信号，所述电源模块用于为整个智能直流电流控制器供电，所述电池充放电模块用于控制铅酸动力电池电压信号和锂离子动力电池的充放电，所述LED指示灯模块用于指示智能直流电流控制器的工作状态。4.根据权利要求3所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述电压检测模块包括第一至第三电压检测电路，所述第一电压检测电路用于检测电动车辆控制器的输出端输出的控制信号，所述第二电压检测电路用于检测铅酸动力电池电压信号，所述第三电压检测电路用于检测锂离子动力电池电压信号。5.根据权利要求4所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述第一电压检测电路包括第一至第二电容、第一至第二电阻，所述第一电容的一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端相连接作为第一电压检测电路的输入端，并连接至所述电动车辆控制器的输出端，所述第一电容的另一端、第一电阻的另一端与第二电容的一端相连接至GND，所述第二电容的另一端与第二电阻的另一端相连接作为第一电压检测电路的输出端，并连接至所述IC芯片;所述第二电压检测电路、第三电压检测电路的电路连接结构与所述第一电压检测电路相同，其中，所述第二电压检测电路、第三电压检测电路的输入端分别经第三电阻、第四电阻与所述电池充放电模块连接，第二电压检测电路、第三电压检测电路的输出端分别与所述IC芯片连接。6.根据权利要求3所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述电源模块用于将12V供电电源转换为5V。7.根据权利要求5所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述电池充放电模块包括第一电解电容、第二电解电容、继电器、二极管、三极管、第一至第四双共阴极肖特基二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻;所述第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、继电器常开开关的一端、第一双共阴极肖特基二极管的阴极、锂离子动力电池的正极相连接至所述第三电压检测电路的输入端，所述第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、铅酸动力电池的负极、锂离子动力电池的负极、充电器输入负极相连接至GND，所述继电器常开开关的另一端与第二双共阴极肖特基二极管的阳极、第三双共阴极肖特基二极管的阳极相连接，所述继电器控制线圈的一端、二极管的阴极连接至12V供电电源的正极，所述继电器控制线圈的另一端、二极管的阳极相连接至所述三极管的集电极，所述三极管的基极经第五电阻与IC芯片连接，所述三极管的基极还经第六电阻与三极管的发射极相连接至GND，所述第一共阴极肖特基二极管的阳极、第四共阴极肖特基二极管的阳极、第七电阻的一端相连接至充电器输入的正极，所述第二共阴极肖特基二极管的阴极、第三共阴极肖特基二极管的阴极、第四共阴极肖特基二极管的阴极、第七电阻的另一端、铅酸动力电池的正极相连接至所述第二电压检测电路的输入端。8.根据权利要求7所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述LED灯指示模块包括红色LED灯、蓝色LED灯、黄色LED灯和绿色LED灯，其中，红色LED灯用于指示继电器工作状态，蓝色LED灯用于指示锂离子动力电池处于高压，黄色LED灯用于指示铅酸动力电池处于高压，绿色LED灯用于指示锂离子动力电池与铅酸动力电池电压差小于阈值。9.根据权利要求7所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述电动车辆包括2轮电动车、4轮低速电动车，所述电动车辆控制器为霍尔控制器。10.根据权利要求3-9任意一项所述的一种锂电池与铅酸电池的混合并联使用的动力系统，其特征在于:所述IC芯片为51系列单片机。
【文档编号】H02J7/34GK205544525SQ201620098334
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】李鹰
【申请人】李鹰