新型汽车应急启动电源的制作方法

本实用新型涉及汽车电源技术领域，特别是指一种新型汽车应急启动电源。

背景技术：

近年我国汽车数量剧增，出现汽车电瓶缺电而不能启动汽车的情况越来越常见。应急汽车启动电源也逐步普及，但是市面传统的应急启动电源存在严重缺陷。如图1和图2所示，传统的汽车应急启动电源原理主要依靠3节动力锂电池串联12V与汽车电瓶并联方式启动汽车，需要承受巨大电流，此时，汽车电瓶承担70％启动电流，移动电源电池组承担30％启动电流。

由于汽车启动瞬间电流在300-500安培，也就是说，小小的移动电源瞬间要承受90-150A的电流，这是小电源即使采用10C放电电池也不能承受，大部分厂家为了节省成本都采用3C-5C放电电池，也就是实际安全使用电流只有 30-50A放电，采用超过电池安全使用范围去恶性使用，对电芯产生巨大损伤，寿命会大幅缩短。

如果司机对故障判断错误，汽车电瓶正常，而是其他故障，这样的操作可能引起汽车电瓶倒流回移动电源锂电池组，由于12V铅酸电瓶充满电压是 13.8-14.4V，锂电池充满电压是12.6V，形成压差可能大电流将移动电源烧毁爆炸而引起安全事故。

因此，有必要设计一种新型汽车应急启动电源，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

针对背景技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种新型汽车应急启动电源，设置汽车应急启动恒流充电模块，达到提高使用安全的有益效果。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种新型汽车应急启动电源，包括移动电源、与所述移动电源连接的汽车应急启动恒流充电模块以及与汽车应急启动恒流充电模块连接的汽车电瓶，所述汽车电瓶用于连接汽车发动机，其中，所述移动电源内设有多节锂电池串联的电池组和与所述电池组连接的锂电池保护电路模块，所述汽车应急启动恒流充电模块设有铝合金外壳和位于铝合金外壳内的恒流充电电路模块；所述恒流充电电路模块设有充电指示灯、稳压二极管TL431、控制电流转灯的芯片LM358-A、控制恒流的芯片LM358-B、与芯片 LM358-B连接的N型MOS管CS4145，且芯片LM358-A和芯片LM358-B分别与稳压二极管TL431连接。

在上述技术方案中，所述多节锂电池串联的电池组为4节锂电池串联16V 电池组，汽车电瓶为12V。

在上述技术方案中，所述多节锂电池串联的电池组为3节锂电池串联12V 电池组，且在所述电池保护电路模块和恒流充电模块之间还设有可调电压升压模块，用于调节12V电池组至16V以启动12V汽车电瓶或调节至26V以启动24V 汽车电瓶。

在上述技术方案中，所述充电指示灯包括红色LED灯和绿色LED灯。

在上述技术方案中，所述可调电压升压模块中采用3档拨动式调压开关。

本新型汽车应急启动电源，包括移动电源、汽车应急启动恒流充电模块以及用于连接汽车发动机的汽车电瓶，其中，移动电源内设有多节锂电池串联的电池组和与锂电池保护电路模块，而汽车应急启动恒流充电模块设有利于散热的铝合金外壳和位于铝合金外壳内的恒流充电电路模块，恒流充电电路模块设有充电指示灯、稳压二极管TL431、控制电流转灯的芯片LM358-A、控制恒流的芯片LM358-B、与芯片LM358-B连接的N型MOS管CS4145，且芯片LM358-A 和芯片LM358-B分别与稳压二极管TL431连接，通过芯片LM358-B比较结果去控制CS4145的N型MOS管来实现恒流的目的，以及通过芯片LM358-A比较后的结果输出高电平或者低电平使充电指示灯亮或者熄灭，实现充电状态的转灯问题，可以让使用者更直观的感受到电路工作，如此，设置汽车应急启动恒流充电模块，达到提高使用安全的有益效果。

附图说明

图1为传统汽车应急启动电源原理示意图；

图2为本新型汽车应急启动电源构成示意图；

图3为本新型汽车应急启动电源一实施例原理示意图；

图4为图3的电路原理图；

图5为图4的元件参数标示电路图；

图6为本新型汽车应急启动电源另一实施例原理示意图；

图7为图6的电路原理图；

图8为图7的元件参数标示电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2和图3以及图6所示，本实用新型所述的一种新型汽车应急启动电源，包括移动电源1、与移动电源1连接的汽车应急启动恒流充电模块2以及与汽车应急启动恒流充电模块2连接的汽车电瓶3，所述汽车电瓶3用于连接汽车发动机M。

其中，所述移动电源1内设有多节锂电池串联的电池组10和与所述电池组10连接的锂电池保护电路模块11，锂电池保护电路模块11为通用的保护电路，使用日本精工芯片S8254AANFT可以支持，因为该电路模块市面大量成品，运用广泛不详细表述。

所述汽车应急启动恒流充电模块2设有铝合金外壳(未图示)和位于铝合金外壳内的恒流充电电路模块，铝合金外壳的设置便于散热，提高使用安全性。其中，如图4、图5、图7和图8所示，所述恒流充电电路模块设有充电指示灯、稳压二极管TL431、控制电流转灯的芯片LM358-A、控制恒流的芯片 LM358-B、与芯片LM358-B连接的N型MOS管CS4145，且芯片LM358-A和芯片 LM358-B分别与稳压二极管TL431连接。在此，充电指示灯包含红色LED灯和绿色LED灯。

采用本实用新型技术方案，在一实施例中，如图3所示，使用4节锂电池串联组合成16V电池组，经过锂电池保护电路模块11后，采用汽车应急启动恒流充电模块2的恒定2A电流方式给汽车电瓶3充电，充电5-10分钟累积2-5 瓦时电量，满足汽车1.76瓦时启动能量，让汽车电瓶3达到满足启动的电量，即可以使汽车发动机M启动汽车，具体电路元件组成电路图和元件参数标示电路图参见图4以及图5所示。

另外，采用本实用新型的升级版：即另一实施例中，如图6所示，使用3 节锂电池串联成12V电池组，然后经过锂电池保护电路模块11，再通过设置的可调电压升压电路模块4，最后通过汽车应急启动恒流充电模块2对汽车电瓶3补电，将电压调压到14-16V，可以给12V汽车电瓶充电启动，或者调压到 26V-28V可以给24V汽车电瓶充电启动，其中，可调电压升压电路模块4中采用3档拨动式调压开关，采用芯片UC2843b，具体电路元件组成电路图和元件参数标示电路图参见图7以及图8所示。

具体的电路分析为：当12V电池组10通过锂电池保护电路模块11后，经过UC2843升压电路，其中采用了78L09给UC2843稳压供电，R10、R11的分压反馈给主芯片UC2843的VFB脚，UC2843与内部基准电压比较后控制CS4145MOS 管电压稳定输出，调整R10可以改变输出电压。

而调整R10，使得稳压输出16V，可以充电启动12V汽车电瓶；也可以调整R10，使得输出稳压26V，可以对24V汽车电瓶充电启动汽车。其中，R10 为上述的3档拨动式调压开关，即3档电阻定值调节开关，换挡切换获得16V 或者26V电压，方便用户调节使用。

具体使用时，当汽车电瓶3的电压低于10V以后就很难启动，剩余电量为虚电；此时，采用本实用新型给汽车电瓶3充电5-10分钟即可满足启动电量，如下图6所示，当输入电压在14-16V范围，经过汽车应急启动恒流充电模块2 的恒流2A给汽车电瓶3充电，充电电量为16V*2A＝32瓦。

其中，采用LM358控制恒流，TL431是稳压二极管，取得2.5V基准电压后通过电阻R2、电阻R3分压作为输入芯片LM358-B的3脚，芯片LM358-B路， 2脚采样R9采样电阻的电压，放大后与3脚基准电压作比较，比较结果去控制 CS4145的N型MOS管来实现恒流目的。

具体的电路分析为：如果电路中电流大，R9两端的电压就高，芯片LM358-B 的2脚的电压高于3脚，放大比较后输出低电平，控制CS4145MOS管电流变小；反之，如果电路中电流小，R9两端的电压就低，芯片LM358-B的2脚的电压低于3脚，放大比较后输出高电平，控制CS4145MOS管电流变大。从而控制了电流稳定，实现了恒流。

而芯片LM358-A部分是实现电流转灯，同样的，从稳压二极管TL431取得基准电压，通过电阻R5、R6分压输入到芯片LM358-A的6脚，5脚同样从R7 的采样电阻取得电压放大后与6脚基准电压做比较，比较后的结果将输出高电平或者低电平，当输出低电平时候，红色LED灯两端压差小，熄灭状态，相反，绿色LED两端压差大，绿灯亮；当输出高电平时候，绿色LED两端压差小而熄灭，红灯LED灯两端压差大，红灯亮。这样实现充电状态的转灯问题，可以让使用者更直观感受到电路的工作。

具体的电路分析为：如果电路中电流大，R9两端的电压就高，芯片LM358-A 的5脚的电压高于6脚，放大比较后输出高电平，芯片LM358-A的7脚相对于正极压差小，相对于负极压差大，D3红色LED的红灯亮，D4绿色LED的绿灯熄灭。反之，如果电路中电流很小，R9两端的电压就低，当芯片LM358-A的5 脚的电压低于6脚，放大比较后输出低电平，芯片LM358-A的7脚相对于正极压差大，相对于负极压差小，D4绿色LED的绿灯亮，D3红色LED的红灯熄灭，从而实现充电状态转换的显示。

如此，本新型汽车应急启动电源的启动方案，采用以柔克刚的方法启动汽车，先给汽车电瓶充电5分钟，汽车电瓶达到够启动汽车的电量后，可以马上启动，只是给汽车电瓶补充一点电量即可达到目的。充电5分钟可以启动汽车是有科学理论根据的，下面是计算数据：

分析：假设启动汽车瞬间电流500A(一般汽车启动电流为300-500A，以最大的数据计算)，启动时间1秒钟(实际0.5秒即可)。

一秒钟启动需要的能量：12V*500A*(1秒/3600)＝1.67Wh＝0.00167度电(除以3600意思是1秒钟要化成小时单位计算)；5分钟充电获得的能量：采用 16V*2A*300秒/3600＝2.67Wh＝0.00267度电；(5分钟化成小时单位计算)

2.67WH＞1.67Wh比较结果就是，充电5分钟获得2.67瓦时能量远大于汽车启动需要的1.67瓦时能量，所以汽车可以完美启动。

为什么要充电启动，而不是直接输入启动。举例说明如下：一个小汽车，即使加满60升汽油也无法载重50顿货物走一步，一个大卡车哪怕只剩下最后一升油也可以将50顿货物载重继续行走3公里，也就是平台架构不同。同理，利用汽车电瓶本身支持大功率，只需要给他充电提供启动的1.67瓦时能量，即可实现自身启动，启动后汽油能持续提供能量保持发动机持续运转，汽车自身发电机又给电瓶开始充电，达到起死回生目的。一般4节锂电池存储的能量有30-50瓦时，通过时间杠杆涓流充电完成瞬间大电流放电目的。

综上：本新型汽车应急启动电源，相较于现有技术，具有以下几个有益效果：

1.不需要支持大电流的动力电池，只需要支持2A放电的普通锂电池即可，容量密度可以大幅增加。

2.由于普通锂电池价格便宜，比动力电池价格成本也大幅降低。

3.不需要粗大的电夹铜线，只需要普通小电流铜线即可。

4.所有使用过程都在保护安全参数以内，使用绝对安全。而传统的启动电源由于需要支持特大电流，锂电池输出是不经过保护电路的，直接从锂电池组正负极接线与汽车电瓶并联。无论理论上还是实际都是非常不安全，不科学的，存在极大不安全隐患。A，锂电池与汽车电瓶电压不一致，电压高的一方会倒流到电压低的一方，压差过大会直接起火燃烧。B，移动电源锂电池在没有经过保护电路情况下直接与汽车电瓶并联，电流过大，会直接造成锂电池永久性损伤，或者产生锂电池自燃。如果电源说有多少种保护，都不是提供给汽车启动端口的，因为电流实在太大，任何保护电路都会被烧成灰。

5.采用本技术方案：能启动所有12V汽车电瓶，通过改变电压，也可以启动所有24V汽车。而传统方案只能启动一部分小排量汽车，大排量汽车因为功率实在太大而无法启动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。