本實(shí)用新型涉及電力電子和新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車載智能后備電源。

背景技術(shù)：

隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，鋰電池的應(yīng)用越來越廣泛，比如智能手機(jī)、MP3、MP4、照相機(jī)等小型電子設(shè)備，以及，后備電池、新能源汽車、光伏、太陽能發(fā)電系統(tǒng)等。

目前，市場上常用的后備電源大多采用鉛酸電池供能，故而存在體積大、重量大、移動不便、低溫特性差、壽命短等缺點(diǎn)。與鉛酸電池相比，鋰電池重量較輕、體積較小、壽命較長。具體來說，鋰電池的重量約為普通鉛酸電池的五分之一到四分之一，體積約為普通鉛酸電池的三分之一，壽命約為普通鉛酸電池的3～5倍。并且，鋰電池能夠滿足大電流放電、大的瞬間輸出功率的要求。

鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)亟需一種體積小、壽命長、能滿足大電流充電要求的新的后備電源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出一種車載智能后備電源，以替代原有的以鉛酸電池為核心的后備電源，從而能夠滿足現(xiàn)有技術(shù)中對于體積小、壽命長且智能化的后備電源的需求。

本實(shí)用新型提供了一種車載智能后備電源，包括：充電模塊、鋰電池模塊、控制模塊、輸出模塊、顯示模塊；

所述充電模塊與鋰電池模塊、控制模塊分別相連，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并將所述直流電供給鋰電池模塊、控制模塊；

所述鋰電池模塊與輸出模塊相連，用于儲能、并通過所述輸出模塊對外供電；

所述控制模塊與鋰電池模塊、輸出模塊、顯示模塊分別相連，用于監(jiān)測鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述狀態(tài)參數(shù)生成輸出控制信號、顯示控制信號，并將輸出控制信號輸出至輸出模塊、將顯示控制信號輸出至顯示模塊；其中，所述狀態(tài)參數(shù)包括：電流、電壓、溫度、電量；所述輸出控制信號包括：閉合控制信號、關(guān)斷控制信號；

所述輸出模塊用于根據(jù)所述輸出控制信號對外供電；所述顯示模塊用于根據(jù)所述顯示控制信號進(jìn)行顯示。

優(yōu)選的，所述充電模塊將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，具體為：所述充電模塊將220V的交流電轉(zhuǎn)換為29.2V的直流電。

優(yōu)選的，所述電源模塊包括：并聯(lián)的M個(gè)電池單元；所述電池單元包括：N個(gè)單體鋰電池、N個(gè)溫度傳感器、電流傳感器；其中，N個(gè)溫度傳感器與N個(gè)單體鋰電池一一對應(yīng)相連，用于分別測量單體鋰電池的溫度；所述電流傳感器用于測量所述電池單元的充放電電流。

優(yōu)選的，M＝3，N＝8。

優(yōu)選的，所述控制模塊包括：輔助電源、DSP電路、驅(qū)動電路；

所述輔助電源的輸入端與充電模塊、電源模塊相連，所述輔助電源的輸出端與DSP電路相連，用于為DSP電路供電；

所述DSP電路用于根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù)生成第一指示信號、第二指示信號，并將第一、二指示信號發(fā)送至驅(qū)動電路；

所述驅(qū)動電路根據(jù)第一指示信號生成輸出控制信號，并將所述輸出控制信號發(fā)送至所述輸出模塊；所述驅(qū)動電路根據(jù)第二指示信號生成顯示控制信號，并將所述顯示控制信號輸出至所述顯示模塊。

優(yōu)選的，所述顯示模塊包括：S個(gè)并聯(lián)的顯示單元；所述顯示單元由限流電阻、二極管串聯(lián)而成；其中，限流電阻的一端與直流3.3V的電壓相連，限流電阻的另一端與二極管的正極相連；二極管的負(fù)極與所述顯示控制信號相連。

優(yōu)選的，S＝19。

優(yōu)選的，所述輸出模塊包括：M個(gè)并聯(lián)的直流接觸器、保險(xiǎn)管、對外供電正極接口、對外供電負(fù)極接口；其中，所述直流接觸器根據(jù)接收的閉合控制信號接通電路，以及根據(jù)接收的關(guān)斷控制信號斷開電路；

M個(gè)直流接觸器的輸入端與M個(gè)電池單元的正極輸出端一一對應(yīng)相連，M個(gè)直流接觸器的輸出端與所述保險(xiǎn)管的輸入端相連，所述保險(xiǎn)管的輸出端與對外供電正極接口相連；M個(gè)電池單元的負(fù)極輸出端與所述對外供電負(fù)極接口相連。

在本實(shí)用新型中，車載智能后備電源包括：充電模塊、鋰電池模塊、控制模塊、輸出模塊、顯示模塊。其中，充電模塊用于為鋰電池模塊、控制模塊供電；鋰電池模塊用于儲能、并通過所述輸出模塊對外供電；控制模塊用于監(jiān)測鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述狀態(tài)參數(shù)生成輸出控制信號、顯示控制信號，并將輸出控制信號輸出至輸出模塊、將顯示控制信號輸出至顯示模塊；所述輸出模塊用于根據(jù)所述輸出控制信號對外供電。本實(shí)用新型的后備電源能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測、顯示鋰電池模塊的狀態(tài)，并根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)對外供電。這樣一來，提高了電源的安全性能以及智能化水平。進(jìn)一步地，通過選用鋰電池構(gòu)成鋰電池模塊，使得后備電源的體積小、重量輕，且能滿足大電流充電要求

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實(shí)施方式部分，本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是示出的車載智能后備電源的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2是示出的鋰電池模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖3是示出的控制模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖4是示出的顯示模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖5是示出的輸出模塊的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

100、充電模塊；200、鋰電池模塊；300、控制模塊；400、輸出模塊；500、顯示模塊；201、第一電池單體；202、第二電池單體；203、第三電池單體；301、輔助電源；302、DSP電路；303、驅(qū)動電路。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對示例性實(shí)施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本實(shí)用新型及其應(yīng)用或用法的限制。

針對現(xiàn)有的采用鉛酸電池供能的后備電源的缺陷，本實(shí)用新型提出了一種采用鋰電池功能的車載智能后備電源。該車載智能后備電源具有體積小、重量輕、安裝方便、智能化等優(yōu)點(diǎn)。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的車載智能后備電源進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1示出了本實(shí)用新型中的車載智能后備電源的結(jié)構(gòu)組成示意圖。從圖1可見，該后備電源具體包括：充電模塊100、鋰電池模塊200、控制模塊300、輸出模塊400、顯示模塊500。

充電模塊100與鋰電池模塊200、控制模塊300分別相連，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并將所述直流電供給鋰電池模塊200、控制模塊300。較佳的，充電模塊100可選用鋰電專用充電器，其供電電壓為交流220V，輸出電壓為直流29.2V，額定充電電流為1A。

鋰電池模塊200與輸出模塊400相連，用于儲能、并通過輸出模塊400對外供電。另外，鋰電池模塊200還與控制模塊300相連，用于為控制模塊供電。

圖2示出了一個(gè)具體實(shí)施例中鋰電池模塊的組成示意圖。從圖2可見，鋰電池模塊200包括三個(gè)電池單元，具體為第一電池單元201，第二電池單元202，第三電池單元203。每個(gè)電池單元包括：八個(gè)單體鋰電池、八個(gè)溫度傳感器、一個(gè)電流傳感器。其中，八個(gè)溫度傳感器與八個(gè)單體鋰電池一一對應(yīng)相連，用于分別測量單體鋰電池的溫度。電流傳感器用于測量該電池單元的充放電電流。在具體實(shí)施時(shí)，電池單元的個(gè)數(shù)M、單體鋰電池的個(gè)數(shù)N可根據(jù)實(shí)際需求確定。比如，可令M取5，N取10。

從圖2可見，該鋰電池模塊200還包括三個(gè)起轉(zhuǎn)接作用的電連接器，分別為：與第一電池單元201相連的XP2、與第二電池單元202相連的XP3、與第三電池單元相連的XP4。由于XP2與第一電池單元201的連接關(guān)系，XP3與第二電池單元202的連接關(guān)系，以及XP4與第三電池單元的連接關(guān)系類似，因此，我們僅以電連接器XP2與第一電池單元201的連接關(guān)系為例進(jìn)行說明。

在第一電池單元201中，單體電池CELL1-1的負(fù)極與電連接器XP2中標(biāo)號為39的連接端、以及電流傳感器的一端分別相連，電流傳感器的另一端與電連接器XP2中標(biāo)號為3、4的連接端分別相連；單體電池CELL1-1的正極與單體電池CELL2-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號為38的連接端分別相連。單體電池CELL2-1的正極與單體電池CELL3-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號為37的連接端分別相連。單體電池CELL3-1的正極與單體電池CELL4-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號為36的連接端分別相連。單體電池CELL4-1的正極與單體電池CELL5-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號為35的連接端分別相連。單體電池CELL5-1的正極與單體電池CELL6-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號為34的連接端分別相連。單體電池CELL6-1的正極與單體電池CELL7-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號為33的連接端分別相連。單體電池CELL7-1的正極與單體電池CELL8-1的負(fù)極、電連接器XP2中標(biāo)號為32的連接端分別相連。單體電池CELL8-1的正極與電連接器XP2中標(biāo)號為1、2的連接端相連。并且，電連接器XP2中標(biāo)號為15至30的連接端用于與八個(gè)溫度傳感器相連，具體連接關(guān)系可參見圖2。

控制模塊300與鋰電池模塊200、輸出模塊400、顯示模塊500分別相連，用于監(jiān)測鋰電池模塊200的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述狀態(tài)參數(shù)生成輸出控制信號、顯示控制信號，并將輸出控制信號輸出至輸出模塊400、將顯示控制信號輸出至顯示模塊500。其中，所述狀態(tài)參數(shù)包括：電流、電壓、溫度、電量；所述輸出控制信號包括：閉合控制信號、關(guān)斷控制信號。

圖3示出了一個(gè)具體實(shí)施例中的控制模塊的組成示意圖。從圖3可見，控制模塊300具體包括：輔助電源301、DSP電路302、驅(qū)動電路303。其中，充電模塊100、電源模塊200與輔助電源301的輸入端分別相連，用于為輔助電源301提供輸入電壓；輔助電源301的輸出端與DSP電路302相連，用于向DSP(數(shù)字信號處理)電路輸出直流3.3V與直流1.8V的供電電壓。DSP電路302用于對鋰電池模塊200的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行處理，并根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)參數(shù)生成第一指示信號、第二指示信號，并將第一、二指示信號發(fā)送至驅(qū)動電路303。驅(qū)動電路303根據(jù)第一指示信號生成輸出控制信號，并將所述輸出控制信號發(fā)送至輸出模塊400；驅(qū)動電路303根據(jù)第二指示信號生成顯示控制信號，并將所述顯示控制信號輸出至顯示模塊500。

輸出模塊400用于根據(jù)所述輸出控制信號對外供電。輸出模塊400具體包括：M個(gè)并聯(lián)的直流接觸器，保險(xiǎn)管，對外供電正極接口，對外供電負(fù)極接口。其中，直流接觸器根據(jù)各自接收的閉合控制信號接通電路，以及根據(jù)接收的關(guān)斷控制信號各自斷開電路。在輸出模塊400中，M個(gè)直流接觸器的輸入端通過電連接器與M個(gè)電池單元的正極輸出端一一對應(yīng)相連，M個(gè)直流接觸器的輸出端與保險(xiǎn)管的輸入端相連，保險(xiǎn)管的輸出端與對外供電正極接口相連；M個(gè)電池單元的負(fù)極輸出端通過電連接器與對外供電負(fù)極接口相連。在具體實(shí)施時(shí)，直流接觸器的個(gè)數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行選取，比如M取3，5，或者其他正整數(shù)值。

下面結(jié)合圖4對輸出模塊400的連接關(guān)系進(jìn)行更為詳盡的說明。從圖4可見，輸出模塊400包括三個(gè)直流接觸器，分別為K1、K2、K3。其中，直流接觸器K1中標(biāo)號為1的連接端與電連接器XS2中標(biāo)號為1、2的連接端分別相連；直流接觸器K2中標(biāo)號為1的連接端與電連接器XS3中標(biāo)號為1、2的連接端分別相連；直流接觸器K3中標(biāo)號為1的連接端與電連接器XS4中標(biāo)號為1、2的連接端分別相連。并且，直流接觸器K1、K2、K3中標(biāo)號為2的連接端均與保險(xiǎn)管FU1中標(biāo)號為1的連接端相連，保險(xiǎn)管FU1中標(biāo)號為2的連接端與對外供電正極接口相連。電連接器XS2、XS3、XS4中標(biāo)號為3、4的連接端均與對外供電負(fù)極接口相連。

顯示模塊500用于根據(jù)所述顯示控制信號進(jìn)行顯示。圖5示出了一個(gè)具體實(shí)施例中顯示模塊的組成示意圖。從圖5可見，顯示模塊500具體包括：19個(gè)并聯(lián)的顯示單元。每個(gè)顯示單元由限流電阻、發(fā)光二極管串聯(lián)而成。在每個(gè)顯示單元中，限流電阻的一端與直流3.3V的電壓相連，限流電阻的另一端與發(fā)光二極管的正極相連，用于限制流過發(fā)光二極管的電流。發(fā)光二極管的負(fù)極與所述顯示控制信號相連，以根據(jù)顯示控制信號相應(yīng)地點(diǎn)亮發(fā)光二極管。

本實(shí)用新型提供的車載智能后備電源，至少具有以下技術(shù)效果：

(1)、只需通過外部接口連接220V的交流電即可對電池進(jìn)行維護(hù)，不需要專用的外圍充電設(shè)備；

(2)、具有大功率發(fā)電功能，放電功率可達(dá)9KW，滿足大功率用電場合；

(3)、具有過壓、欠壓、過流、短路、過溫保護(hù)功能，安全性能高；

(4)、采用鋰電池供能，使得后備電源的體積小、重量輕、安裝方便；

(5)、能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測、顯示鋰電池模塊的狀態(tài)，并根據(jù)鋰電池模塊的狀態(tài)進(jìn)行對外供電，智能化水平高。

雖然參照示例性實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的具體實(shí)施方式，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對所述示例性實(shí)施方式做出各種改變。