一种车载智能后备电源的制作方法

本实用新型涉及电力电子和新能源技术领域，尤其涉及一种车载智能后备电源。

背景技术：

随着新能源技术的发展，锂电池的应用越来越广泛，比如智能手机、MP3、MP4、照相机等小型电子设备，以及，后备电池、新能源汽车、光伏、太阳能发电系统等。

目前，市场上常用的后备电源大多采用铅酸电池供能，故而存在体积大、重量大、移动不便、低温特性差、寿命短等缺点。与铅酸电池相比，锂电池重量较轻、体积较小、寿命较长。具体来说，锂电池的重量约为普通铅酸电池的五分之一到四分之一，体积约为普通铅酸电池的三分之一，寿命约为普通铅酸电池的3～5倍。并且，锂电池能够满足大电流放电、大的瞬间输出功率的要求。

鉴于此，现有技术亟需一种体积小、寿命长、能满足大电流充电要求的新的后备电源。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种车载智能后备电源，以替代原有的以铅酸电池为核心的后备电源，从而能够满足现有技术中对于体积小、寿命长且智能化的后备电源的需求。

本实用新型提供了一种车载智能后备电源，包括：充电模块、锂电池模块、控制模块、输出模块、显示模块；

所述充电模块与锂电池模块、控制模块分别相连，用于将交流电转换为直流电，并将所述直流电供给锂电池模块、控制模块；

所述锂电池模块与输出模块相连，用于储能、并通过所述输出模块对外供电；

所述控制模块与锂电池模块、输出模块、显示模块分别相连，用于监测锂电池模块的状态参数，并根据所述状态参数生成输出控制信号、显示控制信号，并将输出控制信号输出至输出模块、将显示控制信号输出至显示模块；其中，所述状态参数包括：电流、电压、温度、电量；所述输出控制信号包括：闭合控制信号、关断控制信号；

所述输出模块用于根据所述输出控制信号对外供电；所述显示模块用于根据所述显示控制信号进行显示。

优选的，所述充电模块将交流电转换为直流电，具体为：所述充电模块将220V的交流电转换为29.2V的直流电。

优选的，所述电源模块包括：并联的M个电池单元；所述电池单元包括：N个单体锂电池、N个温度传感器、电流传感器；其中，N个温度传感器与N个单体锂电池一一对应相连，用于分别测量单体锂电池的温度；所述电流传感器用于测量所述电池单元的充放电电流。

优选的，M＝3，N＝8。

优选的，所述控制模块包括：辅助电源、DSP电路、驱动电路；

所述辅助电源的输入端与充电模块、电源模块相连，所述辅助电源的输出端与DSP电路相连，用于为DSP电路供电；

所述DSP电路用于根据锂电池模块的状态参数生成第一指示信号、第二指示信号，并将第一、二指示信号发送至驱动电路；

所述驱动电路根据第一指示信号生成输出控制信号，并将所述输出控制信号发送至所述输出模块；所述驱动电路根据第二指示信号生成显示控制信号，并将所述显示控制信号输出至所述显示模块。

优选的，所述显示模块包括：S个并联的显示单元；所述显示单元由限流电阻、二极管串联而成；其中，限流电阻的一端与直流3.3V的电压相连，限流电阻的另一端与二极管的正极相连；二极管的负极与所述显示控制信号相连。

优选的，S＝19。

优选的，所述输出模块包括：M个并联的直流接触器、保险管、对外供电正极接口、对外供电负极接口；其中，所述直流接触器根据接收的闭合控制信号接通电路，以及根据接收的关断控制信号断开电路；

M个直流接触器的输入端与M个电池单元的正极输出端一一对应相连，M个直流接触器的输出端与所述保险管的输入端相连，所述保险管的输出端与对外供电正极接口相连；M个电池单元的负极输出端与所述对外供电负极接口相连。

在本实用新型中，车载智能后备电源包括：充电模块、锂电池模块、控制模块、输出模块、显示模块。其中，充电模块用于为锂电池模块、控制模块供电；锂电池模块用于储能、并通过所述输出模块对外供电；控制模块用于监测锂电池模块的状态参数，并根据所述状态参数生成输出控制信号、显示控制信号，并将输出控制信号输出至输出模块、将显示控制信号输出至显示模块；所述输出模块用于根据所述输出控制信号对外供电。本实用新型的后备电源能够实时监测、显示锂电池模块的状态，并根据锂电池模块的状态对外供电。这样一来，提高了电源的安全性能以及智能化水平。进一步地，通过选用锂电池构成锂电池模块，使得后备电源的体积小、重量轻，且能满足大电流充电要求

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本实用新型的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是示出的车载智能后备电源的结构组成示意图；

图2是示出的锂电池模块的结构组成示意图；

图3是示出的控制模块的结构组成示意图；

图4是示出的显示模块的结构组成示意图；

图5是示出的输出模块的结构组成示意图；

100、充电模块；200、锂电池模块；300、控制模块；400、输出模块；500、显示模块；201、第一电池单体；202、第二电池单体；203、第三电池单体；301、辅助电源；302、DSP电路；303、驱动电路。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。

针对现有的采用铅酸电池供能的后备电源的缺陷，本实用新型提出了一种采用锂电池功能的车载智能后备电源。该车载智能后备电源具有体积小、重量轻、安装方便、智能化等优点。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型的车载智能后备电源进行详细说明。

图1示出了本实用新型中的车载智能后备电源的结构组成示意图。从图1可见，该后备电源具体包括：充电模块100、锂电池模块200、控制模块300、输出模块400、显示模块500。

充电模块100与锂电池模块200、控制模块300分别相连，用于将交流电转换为直流电，并将所述直流电供给锂电池模块200、控制模块300。较佳的，充电模块100可选用锂电专用充电器，其供电电压为交流220V，输出电压为直流29.2V，额定充电电流为1A。

锂电池模块200与输出模块400相连，用于储能、并通过输出模块400对外供电。另外，锂电池模块200还与控制模块300相连，用于为控制模块供电。

图2示出了一个具体实施例中锂电池模块的组成示意图。从图2可见，锂电池模块200包括三个电池单元，具体为第一电池单元201，第二电池单元202，第三电池单元203。每个电池单元包括：八个单体锂电池、八个温度传感器、一个电流传感器。其中，八个温度传感器与八个单体锂电池一一对应相连，用于分别测量单体锂电池的温度。电流传感器用于测量该电池单元的充放电电流。在具体实施时，电池单元的个数M、单体锂电池的个数N可根据实际需求确定。比如，可令M取5，N取10。

从图2可见，该锂电池模块200还包括三个起转接作用的电连接器，分别为：与第一电池单元201相连的XP2、与第二电池单元202相连的XP3、与第三电池单元相连的XP4。由于XP2与第一电池单元201的连接关系，XP3与第二电池单元202的连接关系，以及XP4与第三电池单元的连接关系类似，因此，我们仅以电连接器XP2与第一电池单元201的连接关系为例进行说明。

在第一电池单元201中，单体电池CELL1-1的负极与电连接器XP2中标号为39的连接端、以及电流传感器的一端分别相连，电流传感器的另一端与电连接器XP2中标号为3、4的连接端分别相连；单体电池CELL1-1的正极与单体电池CELL2-1的负极、电连接器XP2中标号为38的连接端分别相连。单体电池CELL2-1的正极与单体电池CELL3-1的负极、电连接器XP2中标号为37的连接端分别相连。单体电池CELL3-1的正极与单体电池CELL4-1的负极、电连接器XP2中标号为36的连接端分别相连。单体电池CELL4-1的正极与单体电池CELL5-1的负极、电连接器XP2中标号为35的连接端分别相连。单体电池CELL5-1的正极与单体电池CELL6-1的负极、电连接器XP2中标号为34的连接端分别相连。单体电池CELL6-1的正极与单体电池CELL7-1的负极、电连接器XP2中标号为33的连接端分别相连。单体电池CELL7-1的正极与单体电池CELL8-1的负极、电连接器XP2中标号为32的连接端分别相连。单体电池CELL8-1的正极与电连接器XP2中标号为1、2的连接端相连。并且，电连接器XP2中标号为15至30的连接端用于与八个温度传感器相连，具体连接关系可参见图2。

控制模块300与锂电池模块200、输出模块400、显示模块500分别相连，用于监测锂电池模块200的状态参数，并根据所述状态参数生成输出控制信号、显示控制信号，并将输出控制信号输出至输出模块400、将显示控制信号输出至显示模块500。其中，所述状态参数包括：电流、电压、温度、电量；所述输出控制信号包括：闭合控制信号、关断控制信号。

图3示出了一个具体实施例中的控制模块的组成示意图。从图3可见，控制模块300具体包括：辅助电源301、DSP电路302、驱动电路303。其中，充电模块100、电源模块200与辅助电源301的输入端分别相连，用于为辅助电源301提供输入电压；辅助电源301的输出端与DSP电路302相连，用于向DSP(数字信号处理)电路输出直流3.3V与直流1.8V的供电电压。DSP电路302用于对锂电池模块200的状态参数进行处理，并根据锂电池模块的状态参数生成第一指示信号、第二指示信号，并将第一、二指示信号发送至驱动电路303。驱动电路303根据第一指示信号生成输出控制信号，并将所述输出控制信号发送至输出模块400；驱动电路303根据第二指示信号生成显示控制信号，并将所述显示控制信号输出至显示模块500。

输出模块400用于根据所述输出控制信号对外供电。输出模块400具体包括：M个并联的直流接触器，保险管，对外供电正极接口，对外供电负极接口。其中，直流接触器根据各自接收的闭合控制信号接通电路，以及根据接收的关断控制信号各自断开电路。在输出模块400中，M个直流接触器的输入端通过电连接器与M个电池单元的正极输出端一一对应相连，M个直流接触器的输出端与保险管的输入端相连，保险管的输出端与对外供电正极接口相连；M个电池单元的负极输出端通过电连接器与对外供电负极接口相连。在具体实施时，直流接触器的个数可根据需要进行选取，比如M取3，5，或者其他正整数值。

下面结合图4对输出模块400的连接关系进行更为详尽的说明。从图4可见，输出模块400包括三个直流接触器，分别为K1、K2、K3。其中，直流接触器K1中标号为1的连接端与电连接器XS2中标号为1、2的连接端分别相连；直流接触器K2中标号为1的连接端与电连接器XS3中标号为1、2的连接端分别相连；直流接触器K3中标号为1的连接端与电连接器XS4中标号为1、2的连接端分别相连。并且，直流接触器K1、K2、K3中标号为2的连接端均与保险管FU1中标号为1的连接端相连，保险管FU1中标号为2的连接端与对外供电正极接口相连。电连接器XS2、XS3、XS4中标号为3、4的连接端均与对外供电负极接口相连。

显示模块500用于根据所述显示控制信号进行显示。图5示出了一个具体实施例中显示模块的组成示意图。从图5可见，显示模块500具体包括：19个并联的显示单元。每个显示单元由限流电阻、发光二极管串联而成。在每个显示单元中，限流电阻的一端与直流3.3V的电压相连，限流电阻的另一端与发光二极管的正极相连，用于限制流过发光二极管的电流。发光二极管的负极与所述显示控制信号相连，以根据显示控制信号相应地点亮发光二极管。

本实用新型提供的车载智能后备电源，至少具有以下技术效果：

(1)、只需通过外部接口连接220V的交流电即可对电池进行维护，不需要专用的外围充电设备；

(2)、具有大功率发电功能，放电功率可达9KW，满足大功率用电场合；

(3)、具有过压、欠压、过流、短路、过温保护功能，安全性能高；

(4)、采用锂电池供能，使得后备电源的体积小、重量轻、安装方便；

(5)、能够实时监测、显示锂电池模块的状态，并根据锂电池模块的状态进行对外供电，智能化水平高。

虽然参照示例性实施方式对本实用新型进行了描述，但是应当理解，本实用新型并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。