一种车辆便携式启动电源的制作方法

本实用新型涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆便携式启动电源。

背景技术：

随着生活水平的提高，汽车已成为人们生活中的必需品。开车途中常遇到由于汽车的电瓶亏电导致无法启动，需要借用其他电源或其他车辆的电瓶辅助启动。

若是需要借助于其他车辆来辅助启动，需要被救车辆的车主在道路上等待其他车辆的到来，一旦被救车辆受困于较为偏僻的区域，则需要等待长时间才可获救，浪费车主不少时间。

因此，需要一种可帮助汽车电瓶亏电的车辆随时自救的车辆便携式启动电源，在车辆电瓶亏电时取出，可第一时间向电瓶供电，且可在连接时判断接线是否准确，防止事故的发生。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种车辆便携式启动电源，其便携式的特性可轻巧地帮助用户在任何时间及地点辅助启动亏电的电瓶，从而给到一种新的救援方式。

本实用新型公开了一种车辆便携式启动电源，包括壳体、设于所述壳体内的电源及与所述电源电连接的PCB板，所述PCB板分别与输入口及输出口电连接，所述PCB板上设有：

控制模块，用于控制所述车辆便携式启动电源的输入输出；

检测模块，所述检测模块包括与所述控制模块连接的检测电路，所述检测电路跨接在所述输入口及输出口间，当所述输入口与输出口与外部电源正接时，所述检测电路导通，当所述输入口与输出口与外部电源反接时，所述检测电路关断；

电压检测模块，与输入口及输出口电连接，当所述输入口与输出口连接在电瓶两端时，检测所述电瓶的电瓶电压，在所述电瓶电压大于一电压阈值时，断开与输入口及输出口的电连接；

指示模块，检测所述车辆便携式启动电源的环境信息并显示。

优选地，所述PCB板还包括：显示模块及告警模块，所述显示模块及告警模块分别与所述检测模块电连接；

当所述检测电路导通时，所述显示模块显示正接信息，所述告警模块发出告警信号，以发出正接通知；

当所述检测电路关断时，所述显示模块显示反接信息，所述告警模块发出报警信号，以发出反接通知。

优选地，当所述输入口及输出口短路时，所述显示模块显示短路信息，所述告警模块发出短路信号，以发出短路通知。

优选地，所述车辆便携式启动电源还包括USB模块，所述USB模块与所述电源连接；

所述USB模块包括充电电路及USB接口，所述充电电路与所述电源及指示模块连接，当所述USB接口与一充电设备连接时，所述控制模块检测所述电源的剩余电量，并发送至所述指示模块显示。

优选地，所述车辆便携式启动电源还包括照明模块及操作模块，所述照明模块安装在所述壳体内并与所述电源连接，所述操作模块暴露在所述壳体的外部；

所述操作模块发送接收到的操作指令至所述控制模块，所述控制模块控制所述照明模块照明。

优选地，所述车辆便携式启动电源还包括感应模块，检测所述车辆便携式启动电源的环境温度；

当所述环境温度高于一温度上限，或低于一温度下限时，所述感应模块与所述控制模块连接，由所述控制模块控制所述指示模块发出温度通知，且所述控制模块切断所述车辆便携式启动电源的输入输出。

优选地，所述检测模块包括：

第一二极管，正极与所述输入口连接；

光电三极管，基极接收一光电二极管的电流信号并与所述第一二极管的负极连接，集电极与所述电源连接，发射极接地；

所述光电二极管由所述第一二极管控制导通与关断。

优选地，所述电压检测模块包括：

电压输入端，与所述电源及外部电瓶连接；

检测电阻，与所述电压输入端连接；

RC电路，一端与所述控制模块连接，另一端接地。

优选地，所述电压检测模块还包括开关电路，所述开关电路包括镜像继电器电路，所述镜像继电器电路的单元电路包括：

第二二极管，负极与所述电源连接；

MOS管，漏极与所述第二二极管的正极连接，源极接地，栅极与所述控制模块连接；

继电器，一端与所述第二二极管的正极连接，另一端与一开关并接至所述控制模块上。

优选地，所述PCB板上还设有电池电压自检模块，所述电池电压自检模块包括：

第一自检电阻，与所述电源连接；

第二自检电阻，一端与所述第一自检电阻连接，另一端接地；

自检电容，所述自检电容的一端与所述电源及第二自检电阻连接，另一端接地。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.通过检测电池接通和极性，智能地告知用户当前电瓶连接正确与否；

2.车辆便携式启动电源具有防反充功能，防止车辆发动机对启动电源造成损坏；

3.车辆便携式启动电源上具有多个指示信息，可帮助用户随时随地了解车辆及启动电源自身的状态。

附图说明

图1为符合本实用新型一优选实施例中车辆便携式启动电源的结构示意图；

图2为符合本实用新型一优选实施例中控制模块及各接脚示意图；

图3为符合本实用新型一优选实施例中检测模块的电路结构示意图；

图4为符合本实用新型一优选实施例中电压检测模块的电路结构示意图；

图5为符合本实用新型一优选实施例中开关电路的电路结构示意图；

图6为符合本实用新型一优选实施例中温度检测电路的电路结构示意图；

图7为符合本实用新型一优选实施例中USB模块对电源的充电电路结构示意图；

图8为符合本实用新型一优选实施例中USB模块对外放电的电路结构示意图；

图9为符合本实用新型一优选实施例中电池电压自检模块的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参阅图1，为符合本实用新型一优选实施例中车辆便携式启动电源的结构示意图。在该实施例中，车辆便携式启动电源包括壳体、电源及PCB板，壳体为形成车辆便携式启动电源的外部轮廓构件，其可由塑料制成，并覆盖有防滑材料。电源及PCB板设置在壳体内，且PCB板与电源电连接，由电源向PCB板上的元器件供电。在PCB板上，还额外设置有输入口及输出口，用于与外部车辆电瓶电连接。可以理解的是，PCB板上的输入口与输出口，可泛指与电瓶连接，并形成向电瓶供电的路径接口或路径本身，并不局限于接线端。为实现车辆便携式启动电源的多种功能，在PCB板上分别设有：

-控制模块

控制模块为控制整个车辆便携式启动电源的输入输出的器件，其可为MCU，并交由多个接脚，参阅图2，MCU上的各接脚分别连接至PCB板上的不同电子器件，以向各电子器件发送不同的控制信号。

-检测模块

当用户使用车辆便携式启动电源，并通过电缆与车辆电瓶连接时，若电缆的电夹极性未正确连接到电瓶上，即出现正极电夹夹在了电瓶的负极，负极电夹夹在了电瓶的正正极时，应当及时停止连接，并调整电夹的夹设方式。因此，检测模块便作为检测电瓶连接是否正确，并及时提醒告知的单元而用。具体地，检测模块包括与控制模块连接的检测电路，检测电路跨接在输入口与输出口间，当输入口与输出口与外部电源正接时，检测电路导通，当输入口与输出口与外部电源反接时，检测电路关断。也就是说，检测模块仅在输入口与输出口语外部电源，如亏电电瓶正接时，才会导通充电电路，若极性接反，将关闭充电电路。

参阅图3，在一优选实施例中，检测模块包括有第一二极管D5，第一二极管D5的正极与输出口OUT-连接；光电三极管，光电三极管的基极接收一光电二极管的电流信号，该电流信号的是否发出由第一二极管D5决定，因此，光电二极管的正极与第一二极管D5的负极连接，光电三极管的集电极与电源连接，发射极可通过一电阻R36接地，且与MCU的PA7接脚连接。同时，光电二极管的负极可通过一电阻R37与输入口连接，即与汽车电瓶CAR-B连接。当输入口和输出口所连接的电缆夹正接在汽车电瓶两端时，第一二极管D5及光电二极管导通，光电三极管也导通，发射极通过PA7接脚向MCU发送导通信号；反之，当输入口和输出口所连接的电缆夹反接在汽车电瓶两端时，第一二极管D5及光电二极管关断，使得输入口与输出口间不再导通，相当于切断了汽车电瓶的正负极间的连接。同时，将光电三极管与控制模块连接，使得控制模块可随时了解汽车电瓶的连接情况，以对其他电子器件做出相应的调整。

为提醒用户当前与电瓶连接的电缆夹是否已正确连接，在PCB板上，可加设有警示单元，通过不同的警示颜色告知用户不同的状态。具体地，警示单元与控制模块连接，并包括有第一颜色(如绿色)警示电路及第二颜色(如红色)警示电路，控制模块根据其接脚接收到的检测模块的导通或关断状态的信号，分别向第一颜色警示电路或第二颜色警示电路发送电流驱动信号，以激活第一颜色警示电路或第二颜色警示电路。例如，当检测模块导通时，第一颜色警示电路被激活，以向用户告知电缆夹正接的状态，而当检测模块关断时，第二颜色警示电路被激活，以向用户告知电缆夹反接的状态。第一颜色警示电路和第二颜色警示电路的警示灯可以是LED灯，并通过壳体上的显示位置向外显示。

为进一步提醒用户，在PCB板上，还可设置有蜂鸣模块，蜂鸣模块与控制模块连接，控制模块除向第一颜色警示电路或第二颜色警示电路发送电流驱动信号外，在电缆夹反接于电瓶上时，即输入口与输出口反接时，也将向蜂鸣模块发送电流驱动信号，激活蜂鸣模块，由蜂鸣模块上的蜂鸣器发出声音信号告知用户。

可以理解的是，蜂鸣模块在电缆夹正接时也可通过发出蜂鸣声通知用户正接状态。具体地，控制模块内预设有一计时器，计时器在确定电缆夹当前为正接状态时，由控制模块基于计时器控制蜂鸣模块发出一定时长(如3秒)的响声，通过不同的蜂鸣方式告知用户不同的连接状态。

-电压检测模块

电压检测模块为检测与车辆便携式启动电源的外部电源，如汽车电瓶的电压的模块。由于该汽车电瓶被车辆便携式启动电源充电时，将逐渐提高电压，当电压过高时，将出现电瓶反充车辆便携式电源的情况。因此，为防止该情况的发生，PCB板上设有该电压检测模块，其与输入口及输出口电连接，且在输入口和输出口连接在电瓶两端时，检测电瓶的电瓶电压，同时电压检测模块或控制模块内预设有一电压阈值，由电压检测模块或控制模块将电瓶电压与电压阈值进行比较，在电瓶电压大于该电压阈值时，切断输入口和输出口的电连接，也即将车辆便携式启动电源与电瓶的连接切断，防止电瓶对车辆便携式启动电源的反向充电。

参阅图4，为一优选实施例中电压检测模块的电路结构示意图。在该实施例中，电压检测模块包括电压输入端，该电压输入端与电源及外部电瓶连接，与电源连接时，可通过一电阻R34连接；检测电阻R38，其一端与电阻R34及电压输入端连接；RC电路，包括电容C31及电阻R44，两者并接在控制模块，MCU的CAR-V接脚及接地端间。该实施例中，电压阈值可以是13V，通过电压检测模块的设置，车辆便携式启动电源的内部在电瓶电压过高时自动断开与汽车电瓶的连接，防止汽车发电机对车辆便携式启动电源的损坏。

在上述实施例的基础上，参阅图5，电压检测模块还包括开关电路，开关电路包括镜像继电器电路，其由两路镜像设计的单元电路构成，包括第二二极管D9，第二二极管D9的负极与电源连接，正极与一继电器连接；还包括MOS管，MOS管的漏极与第二二极管D9的正极连接，同时也与继电器连接，源极接地，栅极与MCU的FIRE_EN接脚连接，同时，接地端与栅极间还可并接有电阻R33；还包括继电器，继电器的一端与第二二极管D9的正极连接，另一端与一开关并接在控制模块或通过控制模块并接在外部汽车电瓶上。电压检测模块对汽车电瓶的电压进行检测后，由控制模块比较当前状态下汽车电瓶的电压与电压阈值的关系，从而发送相应的控制指令至开关电路。当控制指令为关断指令时，将控制继电器打开触片，以切断与汽车电瓶的连接。

-指示模块

在车辆便携式启动电源上，还设有对各项环境指标、使用状态指标的指示功能的指示模块。指示模块可对车辆便携式启动电源的环境信息进行检测从而显示。例如，参阅图6，在PCB板上，设有温度检测电路，其对于车辆便携式启动电源的外部环境温度的检测，并与预设温度下限(如-30℃)和预设温度上限(65℃)比较，当外部环境温度低于预设温度下限，或高于预设温度上限时，其将发送相关信号至控制模块，控制模块一方面切断车辆便携式启动电源与外部电瓶的输出，另一方面发送指示信号至指示模块，由指示模块给出相应的高温或低温符号，告知用户车辆便携式启动电源停止工作的原因。

除环境信息外，指示模块还可显示其他方面的内容。例如，在电缆夹正确连接于电瓶上时，指示模块可显示正接符号或汽车允许启动符号，告知用户目前可利用车辆便携式启动电源正常启动汽车。在电缆夹未正确连接于电瓶上时，指示模块可显示反接符号或汽车禁止启动符号。

在一优选或可选实施例中，PCB板还包括：显示模块及告警模块，显示模块及告警模块分别与检测模块电连接；当检测电路导通时，显示模块显示正接信息，告警模块发出告警信号，以发出正接通知；当检测电路关断时，显示模块显示反接信息，告警模块发出报警信号，以发出反接通知。可以理解的是，告警模块可以是与上述实施例中蜂鸣模块一体化的模块设计，显示模块同样可以是与上述实施例中指示模块一体化的模块设计。

考虑到除电缆正接在电瓶两端、反接在电瓶两端外，还可能电缆的正极电夹与负极电夹直接相连，导致输入口与输出口短路。此时，指示模块将显示短路信息，同时告警模块发出短路信号，如蜂鸣器报警等，以提醒用户需消除短路源，并正确连接电瓶上的电缆夹。该短路情况的检测可由检测模块实现，显示短路信息、发出短路信号的发出可通过控制模块根据检测模块的状态而对应实现。

在车辆便携式启动电源内，还包括USB模块，USB模块与电源连接。具体地，参阅图7及图8，分别为利用USB模块对电源充电及USB模块对外放电时的电路结构示意图。USB模块包括充电电路及USB接口，充电电路与电源及指示模块连接后，当电源亏电时，可直接连接外部充电头，基于USB接口对车辆便携式启动电源充电，并在指示模块上显示电源的剩余电量。上述状态下，车辆便携式启动电源作为被充电方存储电能，且可通过如图7所示的电路设计，基于快充协议对电源快速充电。而当USB接口连接至汽车电瓶上时，电源的剩余电量也仍将在指示模块显示。上述状态下，车辆便携式启动电源作为充电方输出电能。具备上述USB模块后，该车辆便携式启动电源既可作为车辆电瓶亏电时的应急启动电源，也可作为智能终端低电量时的充电电源，且在车辆便携式启动电源的电量较低时，通过常用的USB充电头和USB充电线便可对车辆便携式启动电源进行充电，省去了用户需要配置多种规格的电子产品的繁琐。

上述实施例中，USB接口可以是MicroUSB端口，并在充电时指示模块显示充电符号，告知用户充电状态。剩余电量的交互方式，可以是百分比数字，也可以是指示符格式表示。当车辆便携式启动电源作为充电方时，可设有按钮作为向外输出电能的触发开关，单击后打开USB输出。此外，该USB模块也具有输出短路保护及过流保护，防止对车辆便携式启动电源的电源造成损害。USB模块内还可设有计时器，当外部被充电设备(如智能终端)拔出USB接口切断充电电路后开始计时，并在一定时间(30秒)后自动关闭输出端口，并进入休眠状态。可以理解的是，电源作为被充电方和充电方可在同一时刻下并存，即充电的同时对外部设备放电。

为节省车辆便携式启动电源的功耗，控制模块内部可设有低功耗模式，在低功耗模式下，车辆便携式启动电源在待机时，将自动关闭输出端口，进入休眠状态。若用户需要知晓车辆便携式启动电源的剩余电量，可按压按钮，指示模块将显示剩余电量，并在显示一定时间(如30秒)后自动消失。同时，也可设有开关机按钮，长按一定时长后，将关闭车辆便携式启动电源，从而关闭所有输出功能。

在另一优选实施例中，车辆便携式启动电源还包括照明模块及操作模块，照明模块安装在壳体内并与电源连接，例如，照明模块可以是手电筒或LED灯，接收操作指令后将照明，方便用户在黑暗环境下使用车辆便携式启动电源。操作模块暴露在壳体的外部；操作模块发送接收到的操作指令至控制模块，控制模块控制照明模块照明。除手电筒功能外，照明模块也可以是求救灯、警示灯等，并对操作模块配置为：单击操作模块点亮手电筒，再次单击后点亮求救灯，再次单击警示灯点亮，再次单击后上述所有照明模块关闭。

为实现上述实施例中提及的车辆便携式启动电源对于外界环境温度的检测，其内还包括有感应模块，用于检测便携式启动电源所处环境的环境温度。感应模块可以是温度传感器，部分或全部设置在车辆便携式启动电源的内部或外部。当其检测到环境温度高于一温度上限，或低于一温度下限时，感应模块中的温度传感器与控制模块连接，将环境温度信息发送至控制模块，由控制模块接收到环境温度信息后，与其内预设的温度阈值比较(包括最大值及最小值)，当比较结果为当前的环境温度大于最大值或小于最小值，控制指示模块发出温度通知，且控制模块切断车辆便携式启动电源的输入输出，在极端温度下保护自身。

参阅图9，为保护自身不受外部高电压的影响和电路冲击，PCB板上还设有电池电压自检模块，包括有第一自检电阻R51、第二自检电阻R53及自检电容C39，第一自检电阻R51与电源连接，第二自检电阻R53的一端与第一自检电阻R51的一端连接，另一端接地，在第一自检电阻R51和第二自检电阻R53的电连接处，连接有该自检电容C39，且该连接处还连接有MCU的BAT_V接脚，自检电容C39的另一端接地。配置又该电池电压自检模块后，通过对电池电压自身的检测，当电池的电量随着给外部电源向车辆便携式启动电源的充电而不断下降，低于电池正常放电范围时，指示模块的最后一格指示符闪亮，并且随后关闭自身的放电输出端口的电量输出，防止电池过放损坏。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。