一種磷酸鐵鋰電池應急電源的製作方法

2023-05-14 00:09:21

專利名稱：一種磷酸鐵鋰電池應急電源的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電源技術領域，特別地涉及一種磷酸鐵鋰電池應急電源。
背景技術：
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池，其具有諸多優點，(I)安全性的改善，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩固，難以分解，即便在高溫或過充時也不會像鈷酸鋰一樣結構崩塌發熱或是形成強氧化性物質，因此擁有良好的安全性。(2)壽命的改善，長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右，最高也就500次，而磷酸鐵鋰動力電池，循環壽命達到2000次以上，標準充電(5小時率)使用，可達到2000次。同質量的鉛酸電池使用時間最多為廣1.5年時間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用壽命將達到71年。(3)大容量，具有比普通電池(鉛酸等)更大的容量。(4)無記憶效應，可充電池在經常處於充滿不放完的條件下工作，容量會迅速低於額定容量值，這種現象叫做記憶效應，像鎳氫、鎳鎘電池存在記憶性，而磷酸鐵鋰電池無此現象，電池無論處於什麼狀態，可隨充隨用，無須先放完再充電。(5)重量輕同等規格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。(6)環保，此種電池不含任何重金屬與稀有金屬，無毒，無汙染，符合歐洲RoHS規定，為絕對的綠色環保電池。鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄後若處理不當，將對環境夠成二次汙染，而磷酸鐵鋰材料無論在生產及使用中，均無汙染。在汽車電源技術領域，因汽車需要的高安全性和穩定性，需要提供一種安全穩定的備用電源作為汽車用應急電源。目前汽車、卡車在發動機啟動時需要由汽車自帶的蓄電池提供12V電壓，當車的蓄電池無法使用時，汽車就無法啟動，此時就可以用應急電源代替汽車自帶的蓄電池，發動汽車。現在的應急電源還可以帶有很多其他豐富的功能，成為一個更廣泛意義上的應急電源，比如可以給手機等電器充電，可以用作照明，可以給筆記本提供電源；帶有氣泵的還可以給車胎打氣；帶有逆變器的還可以輸出220V電壓給其他電器供電。磷酸鐵鋰電池因其具有的諸多優點而成為作為汽車應急電源使用的較優選擇。

實用新型內容為解決上述問題，本實用新型的目的在於提供一種磷酸鐵鋰電池應急電源，可通過磷酸鐵鋰電池為鉛酸蓄電池充電，同時也可通過220V交流電對磷酸鐵鋰電池及鉛酸電池進行充電，為磷酸鐵鋰電池作為汽車用應急電源使用提供了高安全性和可靠性。為實現上述目的，本實用新型的技術方案為:一種磷酸鐵鋰電池應急電源，包括磷酸鐵鋰電池，進一步包括充電模塊，充電選擇開關模塊，過流保護模塊，控制線路，12V輸出模塊，微控制單元MCU控制線路，電量狀態顯示模塊，氣泵開關和氣泵，所述充電模塊的輸入端連接220V交流輸入，所述充電模塊的輸出端連接充電選擇開關模塊的輸入端和MCU控制線路的第一輸入端,所述充電選擇開關模塊的第一輸出端連接磷酸鐵鋰電池的輸入端，所述充電選擇開關模塊的第二輸出端連接所述12V輸出模塊的第一輸入端，所述充電選擇開關模塊的第三輸出端連接所述MCU控制線路的第二輸入端，所述磷酸鐵鋰電池的輸出端分別連接氣泵開關的輸入端和過流保護模塊的輸入端，所述氣泵開關的輸出端連接所述氣泵，所述過流保護模塊的輸出端連接所述控制線路的第一輸入端，所述MCU控制線路的第一輸出端連接所述控制線路的第二輸入端，所述控制線路的輸出端連接12V輸出模塊的第二輸入端，12V輸出模塊輸出12V啟跳電壓，所述MCU控制線路的第二輸出端連接所述電量狀態顯示模塊的輸入端。優選地，所述充電選擇開關模塊為雙排開關，所述雙排開關的輸入公共端分別連接充電模塊的輸出端和地，所述雙排開關的輸出端分別連接磷酸鐵鋰電池的輸入正極和懸空端或12V輸出模塊的輸入正極和MCU控制線路的第二輸出端。優選地，所述過流保護模塊為可恢復保險絲。優選地，所述MCU控制線路採用單片機晶片EM78P260，其引腳P51作為MCU控制線路的第一輸入端，引腳P66作為MCU控制線路的第二輸入端，引腳P54作為MCU控制線路的第一輸出端，引腳P60連接電量狀態顯示模塊的第一指示二極體，引腳P61連接電量狀態顯示模塊的第二指示二極體，引腳P62連接電量狀態顯示模塊的第三指示二極體，引腳P63連接電量狀態顯示模塊的第四指示二極體。本實用新型採用磷酸鐵鋰電池作為蓄能部件提供12V充電接口，同時內置充氣泵，利用磷酸鐵鋰電池作為充氣泵的工作電源，同時提供充電部件作為磷酸鐵鋰電池或外配電池充電，並可檢測和通過發光二極體指示磷酸鐵鋰電池或外配電池充電的儲能狀態。

圖1為本實用新型實施例的磷酸鐵鋰電池應急電源的原理框圖；圖2為本實用新型實施例的磷酸鐵鋰電池應急電源的充電選擇開關模塊，MCU控制線路和電量狀態顯示模塊的電路結構圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。相反，本實用新型涵蓋任何由權利要求定義的在本實用新型的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在下文對本實用新型的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本實用新型。參考圖1，所示為本實用新型實施例的一種磷酸鐵鋰電池應急電源的原理框圖，其包括磷酸鐵鋰電池101，充電模塊102，充電選擇開關模塊103，過流保護模塊104，控制線路105，12V輸出模塊106，微控制單元MCU控制線路107，電量狀態顯示模塊108，氣泵開關109和氣泵110，充電模塊102的輸入端連接220V交流輸入，充電模塊102的輸出端連接充電選擇開關模塊103的輸入端和MCU控制線路107的第一輸入端,充電選擇開關模塊103的第一輸出端連接磷酸鐵鋰電池101的輸入端，充電選擇開關模塊103的第二輸出端連接12V輸出模塊106的第一輸入端，充電選擇開關模塊103的第三輸出端連接MCU控制線路107的第二輸入端，磷酸鐵鋰電池101的輸出端分別連接氣泵開關109的輸入端和過流保護模塊104的輸入端，氣泵開關109的輸出端連接氣泵110，過流保護模塊104的輸出端連接控制線路105的第一輸入端，MCU控制線路107的第一輸出端連接控制線路105的第二輸入端，控制線路105的輸出端連接12V輸出模塊106的第二輸入端，12V輸出模塊106輸出12V啟跳電壓，MCU控制線路107的第二輸出端連接電量狀態顯示模塊108的輸入端。通過以上技術方案，其工作模式如下:(I)磷酸鐵鋰電池充電通過充電選擇開關模塊103選擇至磷酸鐵鋰電池充電模式，此模式下電流迴路如下，220V交流輸入一〉充電模塊102—〉充電選擇開關模塊103—〉磷酸鐵鋰電池101，通過對充電選擇開關模塊103的控制實現充電模塊102對磷酸鐵鋰電池充電；(2 )充電模塊對12V負載充電通過充電選擇開關模塊103選擇至充電模塊102對12V負載充電模式，此模式下電流迴路如下，220V交流輸入一〉充電模塊102—〉充電選擇開關模塊103 — >12V輸出模塊106 — >12V負載，通過對充電選擇開關模塊103的控制實現充電模塊102對12V負載充電。12V負載可為汽車用鉛酸電池；( 3 )磷酸鐵鋰電池對汽車啟跳在應急狀態下，可採用磷酸鐵鋰電池直接對12V負載充電，此模式下電流迴路如下:磷酸鐵鋰電池101—〉過流保護模塊104—〉控制線路105 — >12V輸出模塊一〉負載，同時通過MCU控制線路107檢測並判斷12V輸出模塊106的正負極夾子與負載的接法是否正確:(31)若檢測到12V輸出模塊106的正負極夾子接負載短接時，過流保護電路104啟動斷電，保護負載；(32)若檢測到正負極反接時，控制線路105也不輸出充電電流；(33)若正負極夾子接法正確時，輸出12V啟跳電壓給汽車啟動；( 4 )磷酸鐵鋰電池對氣泵供電此模式下，接通氣泵開關109，磷酸鐵鋰電池101為氣泵110提供工作電壓；(5)檢測磷酸鐵鋰電池或負載的電量狀態顯示磷酸鐵鋰電池或負載的電量狀態經MCU控制線路的檢測輸出至電量狀態顯示模塊顯示。具體應用實例中，參見圖2所示，充電選擇開關模塊103可為雙排開關，雙排開關的輸入公共端分別連接充電模塊102的輸出端和地，所述雙排開關的輸出端分別連接磷酸鐵鋰電池的輸入正極和懸空端或12V輸出模塊106的輸入正極和MCU控制線路107的第二輸出端。通過以上接法，可選擇使得充電模塊102對磷酸鐵鋰電池101或負載充電。MCU控制線路107採用單片機晶片EM78P260，其引腳P51作為MCU控制線路107的第一輸入端，弓丨腳P66作為MCU控制線路107的第二輸入端，引腳P54作為MCU控制線路107的第一輸出端，引腳P60連接電量狀態顯示模塊108的第一指示二極體1081，引腳P61連接電量狀態顯示模塊108的第二指示二極體1082，引腳P62連接電量狀態顯示模塊108的第三指示二極體1083，引腳P63連接電量狀態顯示模塊108的第四指示二極體1084。第一指示二極體1081燈亮表示需充電，第二指示二極體1082燈亮表示電量充足可正常使用，第三指示二極體1083燈亮表示正在充電,第四指示二極體1084燈亮表示電量已充滿。通過指示燈的顯示用戶可判斷磷酸鐵鋰電池或負載的電量狀態從而進行對應的操作，方便使用。具體應用實例中，過流保護模塊104為可恢復保險絲，在12V輸出模塊106的負載端短接時，其自熱使其阻抗增加，把電流限制到足夠小，起到過電流保護作用。充電模塊102為0.8A充電模塊。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種磷酸鐵鋰電池應急電源，包括磷酸鐵鋰電池(101 )，其特徵在於，進一步包括充電模塊(102)，充電選擇開關模塊(103)，過流保護模塊(104)，控制線路(105)，12V輸出模塊(106)，微控制單元MCU控制線路(107)，電量狀態顯示模塊(108)，氣泵開關(109)和氣泵(110)， 所述充電模塊(102)的輸入端連接220V交流輸入，所述充電模塊(102)的輸出端連接充電選擇開關模塊(103)的輸入端和MCU控制線路(107)的第一輸入端，所述充電選擇開關模塊(103)的第一輸出端連接磷酸鐵鋰電池(101)的輸入端，所述充電選擇開關模塊(103)的第二輸出端連接所述12V輸出模塊(106)的第一輸入端,所述充電選擇開關模塊(103)的第三輸出端連接所述MCU控制線路(107)的第二輸入端， 所述磷酸鐵鋰電池(101)的輸出端分別連接氣泵開關(109)的輸入端和過流保護模塊(104)的輸入端，所述氣泵開關(109)的輸出端連接所述氣泵(110)，所述過流保護模塊(104)的輸出端連接所述控制線路(105)的第一輸入端，所述MCU控制線路(107)的第一輸出端連接所述控制線路(105)的第二輸入端，所述控制線路(105)的輸出端連接12V輸出模塊(106)的第二輸入端，12V輸出模塊(106)輸出12V啟跳電壓，所述MCU控制線路(107)的第二輸出端連接所述電量狀態顯示模塊(108)的輸入端。
2.根據權利要求1所述的磷酸鐵鋰電池應急電源，其特徵在於，所述充電選擇開關模塊(103)為雙排開關，所述雙排開關的輸入公共端分別連接充電模塊(102)的輸出端和地，所述雙排開關的輸出端分別連接磷酸鐵鋰電池的輸入正極和懸空端或12V輸出模塊(106)的輸入正極和MCU控制線路(107)的第二輸出端。
3.根據權利要求1所述的磷酸鐵鋰電池應急電源，其特徵在於，所述過流保護模塊(104)為可恢復保險絲。
4.根據權利要求1所述的磷酸鐵鋰電池應急電源，其特徵在於，所述MCU控制線路(107)採用單片機晶片EM78P260，其引腳P51作為MCU控制線路(107)的第一輸入端，引腳P66作為MCU控制線路(107)的第二輸入端，引腳P54作為MCU控制線路(107)的第一輸出端，引腳P60連接電量狀態顯示模塊(108)的第一指示二極體(1081)，引腳P61連接電量狀態顯示模塊(108)的第二指示二極體(1082)，引腳P62連接電量狀態顯示模塊(108)的第三指示二極體(1083)，引腳P63連接電量狀態顯示模塊(108)的第四指示二極體(1084)。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種磷酸鐵鋰電池應急電源，包括磷酸鐵鋰電池(101)，充電模塊(102)，充電選擇開關模塊(103)，過流保護模塊(104)，控制線路(105)，12V輸出模塊(106)，微控制單元MCU控制線路(107)，電量狀態顯示模塊(108)，氣泵開關(109)和氣泵(110)。本實用新型可通過磷酸鐵鋰電池為汽車啟跳，同時也可通過220V交流電對磷酸鐵鋰電池及鉛酸電池進行充電，為磷酸鐵鋰電池作為汽車用應急電源使用提供了高安全性和可靠性。
文檔編號H02J7/00GK203056650SQ201320051689
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者來延安 申請人:杭州陽光工具有限公司