一种具有快速充电功能的蓄电池系统的制作方法

本实用新型涉及电池系统技术领域，尤其是一种具有快速充电功能的蓄电池系统。

背景技术：

超级电容(法拉电容、黄金电容)是近几年发展起来的一种能够大容量存储电荷，超级电容具有大功率充、放电的特性，是一种介于电容器与电池之间的新型储能器件。

超级电容与现在的可充电电池相比具有如下优点；1、安全性：可以大电流充、放电(充电时间数十秒至数分钟)，不会发热、燃烧甚至爆炸；2、长寿命：循环寿命达几十万次以上；3、绿色环保：拆解后可以回收没有污染；4、良好的低温性能：可在零下40度正常工作；5、功率密度高：超过10KW/KG。因此，超级电容已经广泛地用于各行各业。在人们的日常生活和工作当中，超级电容已经开始用于便携式电动工具、便携式移动照明灯具和应急照明灯具等方面，充分显示出了超级电容在几十秒至几分钟快速充电的优势，大大克服了一般可充电电池需要几小时的充电时间这个弊端。

电动汽车唯一的缺点就是时常需要充电，如何给电动汽车充电是一个重要的课题，充电桩可以有效解决充电难的问题，充电桩能够快速的为电动汽车充电，充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种。交流充电桩是安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置。但是，现有充电桩的充电速度比较慢，比较耽误司机的时间，不利于电动汽车行业的发展。另外，现有的充电桩在完成充电后无法给车主发出提示消息，不够实用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种实用性高的具有快速充电功能的蓄电池系统。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种具有快速充电功能的蓄电池系统，包括充电桩本体，所述充电桩本体内设有设备区，所述设备区内设有控制器、快速充电模块、蓄电池模块、电池电量检测电路、无线通讯模块和语音模块，所述快速充电模块由超级电容及超级电容的外围电路组成，所述快速充电模块的输出端连接电池电量检测电路的输入端，所述电池电量检测电路的输出端分别连接控制器的输入端和蓄电池模块的输入端，所述控制器的输出端分别连接无线通讯模块的输入端和语音模块的输入端。

进一步，所述电池电量检测电路包括NE555芯片、第一电容器、第二电容器、第一电阻、第二电阻、第一滑动变阻器、第二滑动变阻器和二极管，所述NE555芯片的1脚分别连接第一电容器的一端、第二电容器的一端、第二滑动变阻器的第一端、蓄电池模块的一端和快速充电模块的一端，所述NE555芯片的3脚通过第一电阻连接二极管的阳极，所述二极管的阴极分别连接快速充电模块的另一端、控制器的输入端、NE555芯片的8脚、第一滑动变阻器的第一端、第一滑动变阻器的调节端、第二滑动变阻器的第二端以及蓄电池模块的另一端，所述NE555芯片的4脚连接第二滑动变阻器的调节端，所述NE555芯片的7脚分别连接第一滑动变阻器的第二端和第二电阻的一端，所述NE555芯片的6脚分别连接NE555芯片的2脚、第二电容器的另一端和第二电阻的另一端，所述NE555芯片的5脚连接第一电容器的另一端。

进一步，还包括移动终端和云服务器，所述移动终端的输入端和云服务器的输入端均与无线通讯模块的输出端连接。

进一步，所述设备区内还设有电压检测模块，所述电压检测模块的输入端连接蓄电池模块的输出端，所述电压检测模块的输出端连接控制器的输入端。

进一步，所述设备区内还设有烟度检测模块，所述烟度检测模块的输出端连接控制器的输入端。

进一步，所述设备区内还设有温度检测模块，所述温度检测模块的输出端连接控制器的输入端。

进一步，所述充电桩本体上设有顶棚，所述顶棚上设有太阳能充电模块，所述太阳能充电模块的输出端连接蓄电池模块的输入端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在充电桩本体上增设了设备区，该设备区内设置了快速充电模块，所述快速充电模块由超级电容及超级电容的外围电路组成，利用超级电容的快速充放电特性，能够为蓄电池模块快速充电；另外，本实用新型增设了电池电量检测模块，配合控制器和语音模块，能够实时监控蓄电池模块的充电量，并及时通知用户，还能通过无线通讯模块将通知信号发送到远程终端，大大提高了本系统的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的一种具有快速充电功能的蓄电池系统的整体结构框图；

图2为本实用新型的电池电量检测电路的电路原理图；

图3为本实用新型的快速充电模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。

参照图1，本实用新型一种具有快速充电功能的蓄电池系统，包括充电桩本体，所述充电桩本体内设有设备区，所述设备区内设有控制器、快速充电模块、蓄电池模块、电池电量检测电路、无线通讯模块和语音模块，所述快速充电模块由超级电容及超级电容的外围电路组成，所述快速充电模块的输出端连接电池电量检测电路的输入端，所述电池电量检测电路的输出端分别连接控制器的输入端和蓄电池模块的输入端，所述控制器的输出端分别连接无线通讯模块的输入端和语音模块的输入端。

其中，本实用新型在现有充电桩上增设一个设备区，用于存放各个电子设备。

快速充电模块，用于通过接收充电桩上的220v市电，然后采用如图3所示电路原理图，对蓄电池模块进行快速充电，其中v1～v3表示三个蓄电池，A1～A3表示三个超级电容，由于铅酸电池的充放电速度较慢，本实用新型采用并联超级电容的方式，能够在短时间内将能量存储在超级电容内，然后将待充电的蓄电池(v1～v3)接入图3所示的电路，接着由超级电容(A1～A3)将能量充入蓄电池中，用户无需在充电现场进行长时间等待，实现了快速充电功能，且这种充电方式不会对蓄电池造成破坏(比如由于充电过快而导致温度过高，烧坏电池等)，延长了蓄电池的使用寿命。

蓄电池模块可采用现有的铅酸电池来实现，在此不再赘述。

电池电量检测电路，用于获取蓄电池的电量信号。电池电量检测电路可采用如图2所示的电路来实现。

控制器，用于根据蓄电池的电量信号、电压检测信号、烟度检测信号和温度检测信号，触发相应的控制信号，并将控制信号发送至语音模块和无线通讯模块。本实用新型的控制器并不涉及数据处理流程上的改进，其信号触发过程可采用现有的MCU来实现，在此不再赘述。

无线通讯模块，用于实现控制器与外部设备(比如移动终端和云服务器)的数据通讯。无线通讯模块可采用现有的wifi模块和蓝牙模块来实现，其通过通用I/O接口连接至控制器。

语音模块，用于根据控制器的控制信号，实现语音提醒功能。语音模块可采用速佑科技有限公司制造的SYO15语音报警器来实现，其通过通用I/O接口连接至控制器。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述电池电量检测电路包括NE555芯片IC、第一电容器C1、第二电容器C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一滑动变阻器RP1、第二滑动变阻器RP2和二极管LED，所述NE555芯片IC的1脚分别连接第一电容器C1的一端、第二电容器C2的一端、第二滑动变阻器RP2的第一端、蓄电池模块的一端和快速充电模块的一端，所述NE555芯片IC的3脚通过第一电阻R1连接二极管LED的阳极，所述二极管LED的阴极分别连接快速充电模块的另一端、控制器的输入端、NE555芯片IC的8脚、第一滑动变阻器RP1的第一端、第一滑动变阻器RP1的调节端、第二滑动变阻器RP2的第二端以及蓄电池模块的另一端，所述NE555芯片IC的4脚连接第二滑动变阻器RP2的调节端，所述NE555芯片IC的7脚分别连接第一滑动变阻器RP1的第二端和第二电阻R2的一端，所述NE555芯片IC的6脚分别连接NE555芯片IC的2脚、第二电容器C2的另一端和第二电阻R2的另一端，所述NE555芯片IC的5脚连接第一电容器C1的另一端。

市场上现有的蓄电池充电模块均使用变压器进行变压后充电，这种充电器的体积大，且容易发热，不能自动停止充电。本实用新型通过如图2所示的电池电量检测电路来对快速充电模块的充放电进行控制，并能够将充满电的信号发送到控制器，如图2所示的工作原理如下：

当蓄电池模块和快速充电模块接入电池电量检测电路后，电池电量检测电路中的NE555芯片得电进入工作，NE555芯片的3脚输出脉冲电流，触发二极管工作并向蓄电池模块充电；其中，第一滑动变阻器RP1的作用是改变电路中脉冲电流的频率，从而改变充电电流，以保证蓄电池获取稳定的充电电流。当蓄电池充满电量之后，第二滑动变阻器RP2将信号传送到NE555芯片的4脚，并使得NE555芯片的3脚停止输出脉冲电流，蓄电池停止充电，并将停止充电的信号发送到控制器。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括移动终端和云服务器，所述移动终端的输入端和云服务器的输入端均与无线通讯模块的输出端连接。

其中，云服务器，用于接收并存储无线通讯信号，并将无线通讯信号转送至计算机终端或者后台监控终端等。云服务器可采用现有的阿里云服务器或者腾讯云服务器等来实现，在此不再赘述。

移动终端，用于接收无线通讯信号，以此获知蓄电池已经充满电等通知信息。移动终端可采用现有的智能手机和平板电脑等来实现，在此不再赘述。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述设备区内还设有电压检测模块，所述电压检测模块的输入端连接蓄电池模块的输出端，所述电压检测模块的输出端连接控制器的输入端。

其中，电压检测模块，用于获取蓄电池模块的电压检测信号。电压检测模块可采用利圆电子科技有限公司制造的I20V10-01电压检测模块来实现，其通过RS232接口、RS485接口或者RJ45接口与控制器连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述设备区内还设有烟度检测模块，所述烟度检测模块的输出端连接控制器的输入端。

其中，烟度检测模块，用于获取烟度检测信号。烟度检测模块可采用天地首和科技发展有限公司制造的TD5000-SH-F2-A检测仪来实现，其通过RS485接口与控制器连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述设备区内还设有温度检测模块，所述温度检测模块的输出端连接控制器的输入端。

其中，温度检测模块，用于实时获取充电桩本体的工作温度信号。温度检测模块可采用兴艾卡电子技术有限公司制造的24路PID温度控制模块来实现，其通过通用I/O接口连接至控制器。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述充电桩本体上设有顶棚，所述顶棚上设有太阳能充电模块，所述太阳能充电模块的输出端连接蓄电池模块的输入端。

其中，太阳能充电模块，用于将太阳能转换成电能。太阳能充电模块可采用尚能光电技术有限公司制造的单晶CPI260太阳能电池板来实现，太阳能充电模块通过通用I/O接口实与控制器连接。另外，本实用新型的顶棚能够替充电桩挡雨，避免充电桩内部的电子器件触水，延长设备的使用寿命。

本实用新型一种具有快速充电功能的蓄电池系统的工作过程如下：

当蓄电池模块接入本实用新型的电池电量检测电路后，通过快速充电模块给电池电量检测电路上电，并对蓄电池模块充电；当蓄电池模块充满电后，电池电量检测电路将信号发送到控制器，控制器控制语音模块发出语音通知，并通过无线通讯模块通知远程设备。另外，本实用新型还通过电压检测模块、烟度检测模块和温度检测模块来对本系统进行实时监控，确保充电工作过程的安全性。

综上所述，本实用新型一种具有快速充电功能的蓄电池系统具有以下优点：

1)、本实用新型在充电桩本体上增设了设备区，该设备区内设置了快速充电模块，所述快速充电模块由超级电容及超级电容的外围电路组成，利用超级电容的快速充放电特性，能够为蓄电池模块快速充电；

2)、本实用新型增设了电池电量检测模块，配合控制器和语音模块，能够实时监控蓄电池模块的充电量，并及时通知用户，还能通过无线通讯模块将通知信号发送到远程终端，大大提高了本系统的实用性；

3)、本实用新型还通过电压检测模块、烟度检测模块和温度检测模块来对本系统进行实时监控，确保充电工作过程的安全性。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。