一種汽車智能蓄電池的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種汽車智能蓄電池，包括設于蓄電池外殼內的輔助電路，輔助電路包括控制單元、受控開關、電容器及電容開關，電容器與電容開關串聯后接至正電極，且串聯的電容器和電容開關與電池組并聯；控制單元與正電極、負電極連接，控制單元用于對電池組的電壓進行監測，當電池組的電壓高于第一閾值時，控制電容開關導通，電容器接入正電極，并控制受控開關斷開電池組通過正電極進行的供電；在正電極的電壓小于第一電壓時控制受控開關閉合，恢復電池組對正電極的供電，并斷開電容開關，停止電容器的充放電。本發明將電池組并聯電容器復合使用，能夠降低電池輸出內部阻抗。電池組與電容器在不同狀態下交替使用，為電池組壽命延長提供了良好的條件。
【專利說明】
一種汽車智能蓄電池
技術領域
[0001]本發明涉及汽車的供電裝置，特別是涉及一種汽車智能蓄電池。
【背景技術】
[0002]機動車一般配備有蓄電池，配合發動機(發電機)為車上的各用電設備提供電能。蓄電池由于容量限制，需要進行較頻繁的充放電，因此使用壽命都不太長。以常見的使用10年為例，使用普通蓄電池10年大約需要更換4次。
[0003]且傳統的蓄電池以鉛酸電池為主，其中鉛為重金屬，酸為腐蝕性液體，多次更換需消耗大量的蓄電池，會對環境造成莫大的污染。
【發明內容】
[0004]基于此，有必要提供一種能夠解決蓄電池壽命短的問題的汽車智能蓄電池。
[0005]—種汽車智能蓄電池，包括蓄電池外殼、外殼內的電池組、以及與電池組連接的正電極和負電極，所述正電極和負電極用于連接汽車的電路對汽車進行供電或接受充電，還包括設于所述外殼內的輔助電路，所述輔助電路包括控制單元、受控開關、電容器及電容開關，所述電容器與所述電容開關串聯后接至所述正電極，且串聯的電容器和電容開關與所述電池組并聯;所述控制單元與所述正電極、負電極連接，所述控制單元用于對所述電池組的電壓進行監測，當檢測到電池組的電壓高于第一閾值時，控制所述電容開關導通，使得所述電容器接入所述正電極和負電極進行供電或充電，并控制所述受控開關斷開電池組通過正電極進行的供電或充電;所述控制單元在正電極的電壓小于第一電壓時控制所述受控開關閉合，從而恢復所述電池組對正電極的供電，再通過斷開所述電容開關把電容器與負電極分離，從而停止所述電容器的充電或放電。
[0006]在其中一個實施例中，所述電容開關為N溝道M0SFET，所述N溝道MOSFET的源極連接所述負電極，漏極連接所述電容器，柵極連接所述控制單元。
[0007]在其中一個實施例中，所述電容器為電容陣列。
[0008]在其中一個實施例中，還包括復位開關，所述控制單元還用于在檢測到電池組的電壓小于第二閾值時控制所述受控開關斷開電池組對所述正電極和控制單元的供電，使電池組進入睡眠省電狀態;所述復位開關一端連接所述電池組的正極，且所述復位開關在受外力時閉合，用于在所述電池組處于睡眠省電狀態時通過自身的閉合使得電池組恢復對所述控制單元的供電，再由控制單元控制所述受控開關恢復電池組對正電極的供電，從而使得所述電池組由睡眠省電狀態被喚醒。
[0009]在其中一個實施例中，所述輔助電路還包括穩壓器，所述穩壓器的輸出端與所述控制單元的電源腳連接，為所述控制單元提供工作電源，所述穩壓器的輸入端與第一續流二極管連接，所述第一續流二極管包括兩個陰極連在一起作為第一續流二極管的輸出端的二極管，且其中一個二極管的陽極連接所述正電極，另一個二極管的陽極串聯所述復位開關后連接所述電池組的正極;所述復位開關在受外力閉合時，所述電池組的正極是通過所述穩壓器的輸出端向控制單元的電源腳提供工作電壓，從而使得所述電池組由睡眠省電狀態被喚醒。
[0010]在其中一個實施例中，所述復位開關為被按下后閉合、不受力時為斷開狀態的開關，所述控制單元還用于在復位開關處于閉合狀態超過第一時長后控制所述受控開關斷開所述電池組對正電極的供電，使電池組進入睡眠省電狀態。
[0011]在其中一個實施例中，所述控制單元的復位檢測腳接于所述復位開關與續流二極管之間，所述復位開關受外力閉合時向所述復位檢測腳提供閉合信號，所述控制單元通過所述閉合信號判斷復位開關的閉合時長，當檢測到復位開關的閉合時長超過所述第一時長時，所述控制單元控制所述受控開關斷開，使得所述電池組進入睡眠省電狀態。
[0012]在其中一個實施例中，所述輔助電路還包括與所述控制單元連接的過流檢測單元，用于在所述電池組輸出的電流大于第四閾值時使所述受控開關斷開電池組對正電極的供電；所述控制單元在上電后還需要判定過流檢測單元是否檢測到電池組輸出的電流大于第四閾值，若是則判定為短路且不對電池組進行復位喚醒。
[0013]在其中一個實施例中，所述受控開關包括磁保持繼電器、第一充能電容、第二充能電容及半橋式上拉下拉電路，所述第一充能電容和第二充能電容串聯，所述第二充能電容未連接所述第一充能電容的一端連接電池組負極，所述第一充能電容未連接所述第二充能電容的一端連接所述電池組的正極;所述磁保持繼電器的觸點一端連接所述正電極、另一端連接所述電池組正極，所述磁保持繼電器的線圈一端連接第一、第二充能電容的連接點、另一端連接所述半橋式上拉下拉電路上橋和下橋的連接點;所述半橋式上拉下拉電路的上拉端接于所述觸點與正電極之間、下拉端連接所述負電極，所述控制單元通過所述半橋式上拉下拉電路將所述磁保持繼電器的線圈電位上拉和下拉對繼電器進行開閉控制。
[0014]在其中一個實施例中，所述輔助電路還包括與所述復位開關連接的無線通訊模塊，所述無線通訊模塊用于接收外界的無線信號從而對所述復位開關進行閉合控制。
[0015]上述汽車智能蓄電池，將電池組并聯電容器復合使用，能夠降低電池輸出內部阻抗。在發動機起動時，電池組與電容器并聯使用同時輸出能量，并聯后的蓄電池更有利于發動機大電流短時間點火起動工作。控制單元會在電池組充滿電后斷開，使電池組與正電極分離，分離后僅通過電容器配合汽車發動機(發電機)為全車供電，當發動機停止發電(汽車熄火)，判斷出電容器電壓低于第一電壓后，切換為電池組與輸出供電。這一巧妙設計使得電池組與電容器在不同狀態下交替使用，為電池組壽命延長提供了良好的條件，基本達到了一車一顆蓄電池，直到車輛報費。而傳統的車輛使用蓄電池10年大約需要更換4次，使用上述汽車智能蓄電池的環保效益明顯。
【附圖說明】
[0016]圖1是一實施例中汽車智能蓄電池的結構框圖；
[0017]圖2是另一實施例中汽車智能蓄電池的結構框圖；
[0018]圖3是一實施例中汽車智能蓄電池的電路原理圖；
[0019]圖4a?4g是圖3各部分的局部放大圖；
[0020]圖5是另一實施例中汽車智能蓄電池的電路原理圖；
[0021]圖6是圖5中受控開關的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明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發明，并不用于限定本發明。
[0023]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0024]本發明的汽車智能蓄電池，包括蓄電池外殼，蓋合于外殼的上蓋，位于上蓋和外殼內的電池組和與電池組連接的輔助電路，從上蓋外伸進上蓋內與電池組連接的正電極和負電極(正電極連接電池組正極，負電極連接電池組負極)，以及露于外殼外的復位開關。汽車智能蓄電池通過正電極和負電極與汽車的電路雙向連接，完成充電、蓄電、供電的基本功能。圖1是一實施例中汽車智能蓄電池的結構框圖。汽車智能蓄電池通過正電極與汽車的發動機電性連接，輔助電路包括控制單元30、受控開關20、電容器C及電容開關Q。電容器C用于與電池組配合進行復合供電，因此要采用大容量的電容，在其中一個實施例中采用電容陣列。電容器C與電容開關Q串聯后接至正電極，且串聯的電容器C和電容開關Q與蓄電池電池組并聯。控制單元30與正電極、負電極連接，用于對電池組的電壓進行監測，當檢測到電池組的電壓高于第一閾值時控制電容開關Q導通，使得電容器C接入正電極和負電極進行供電/充電，并控制受控開關20斷開電池組通過正電極進行的供電/充電；控制單元30在正電極的電壓小于第一電壓時控制受控開關20閉合，從而恢復所述電池組對正電極的供電，再通過斷開電容開關Q把電容器C與負電極分離，從而停止電容器C的充放電。其中，第一閾值是一個經驗值，即判定為發動機給電池組充滿電后斷開電池組與正電極的連接。第一電壓可以是一個經驗值，也可以是電池組當前的電壓，即在汽車發動機熄火后，電容器C的電壓會下降，通過對第一電壓的設定，使得電容器C的電壓下降至一定程度后，電路切換為通過電池組供電。
[0025]上述汽車智能蓄電池將電池組并聯電容器復合使用，能夠降低電池輸出內部阻抗。在發動機起動時，電池組與電容器并聯使用同時輸出能量，并聯后的蓄電池更有利于發動機大電流短時間點火起動工作。控制單元會在電池組充滿電后斷開，使電池組與正電極分離，分離后僅通過電容器配合汽車發動機(發電機)為全車供電，當發動機停止發電(汽車熄火)，判斷出電容器電壓低于第一電壓后，切換為電池組與輸出供電。這一巧妙設計使得電池組與電容器在不同狀態下交替使用，為電池組壽命延長提供了良好的條件，基本達到了一車一顆蓄電池，直到車輛報費。而傳統的車輛使用蓄電池10年大約需要更換4次，使用上述汽車智能蓄電池的環保效益明顯。
[0026]在其中一個實施例中，蓄電池電池組采用磷酸鐵鋰電池作為主要蓄能材料，代替傳統的鉛酸蓄電池，具有長壽命、輕量化的優點，且環保效益明顯。
[0027]圖2是另一實施例中汽車智能蓄電池的結構框圖。在該實施例中，汽車智能蓄電池還包括復位開關S。控制單元30還用于在電池組電壓小于第二閾值時控制受控開關20斷開電池組對正電極和控制單元30的供電，使電池組進入睡眠省電狀態。復位開關S—端連接電池組的正極B+，且復位開關S在受外力(人為操作)時閉合。在電池組處于睡眠省電狀態時，駕駛員可以通過閉合復位開關S，使得電池組恢復對控制單元30的供電，再由控制單元30控制受控開關20恢復電池組對正電極的供電，從而使得電池組由睡眠省電狀態被喚醒。
[0028]汽車在使用過程中，會出現各種原因導致的蓄電池電量下降而無法起動汽車的情況，常見例子有:忘記關車燈、停車熄火聽音響、雷電大雨連夜響警報、汽車線路漏電、長時間停放等等。上述汽車蓄電池，當電池組電壓下降到小于第二閾值時(第二閾值為一個經驗值，在其中一個實施例中設置為電池充滿時電壓的1/4)，控制單元30關閉電池組輸出，讓電池組進入睡眠狀態。當需要再次起動車輛時，只需要手動按壓一下設置在蓄電池外殼上的復位開關S，即可讓電池恢復正常工作(相當于自帶備用起動電源功能)。無需等待救援車輛來搭火，無形中既省電環保，又能解決救援車輛資源浪費問題。
[0029]在其中一個實施例中，復位開關S為被按下后閉合、不受力時為斷開狀態的開關。復位開關S設于蓄電池外殼上。結構簡單，易于實現。
[0030]由于將復位開關S設置在蓄電池外殼上還是不太方便，駕駛員還要打開引擎蓋才能對復位開關S進行操作。在其中一個實施例中，可以將復位開關S設置于駕駛室內，并通過一根延長線(電線)連接到汽車智能蓄電池。相應地，在蓄電池外殼上設置復位開關接口(可以是插口，延長線末端相應設置插頭進行插接)，通過復位開關接口將復位開關S接入外殼內的輔助電路。
[0031]參見圖2，在該實施例中，輔助電路還包括與控制單元30連接的過流檢測單元40。用于在電池組輸出的電流大于第四閾值時使受控開關20斷開電池組對正電極的供電。控制單元30在上電后還需要判定過流檢測單元是否檢測到電池組輸出的電流大于第四閾值，若是，則判定為短路且不對電池組進行復位喚醒。第四閾值為一經驗值，設置第四閾值對電路進行過流和短路保護。當電池組外部連接的線路發生短路時，過流檢測單元40會控制受控開關20及時關閉蓄電池輸出，降低因線路短路引起車輛燃燒的可能性，保障人員和車輛的安全。
[0032]圖3是一實施例中汽車智能蓄電池的電路原理圖，圖4a?4g是圖3各部分的局部放大圖，包括電池組110、電容器120、過充過放保護電路10、受控開關20、控制單元30、過流檢測單元40、傳感單元50、復位單元60、狀態指示電路70、穩壓器80以及電容開關122。在圖3所示實施例中，控制單元30是單片機U8。單片機U8配合過充過放保護電路10對電池組110進行過充過放保護。
[0033]參見圖4e，電容開關122與電容器120連接，電容開關122包括N溝道MOSFET Q2，MOSFET Q2的柵極與控制單元30中的單片機U8的弓I腳9連接，MOS管Q2的源極連接負電極、漏極接電容陣列120中的電容Cl負極。控制單元30對電池組110的電壓進行間歇性掃描，當測得電池組電壓在一定時間內持續緩慢下降時，判斷車輛為停放狀態，控制電容開關122斷開電容器120對正電極的供電。在其中一個實施例中，是在第二時長內(或者掃描達到一定次數時)連續檢測到電池組110電壓的電壓下降且每次下降幅度小于第三閾值時，控制電容開關122斷開電容器120對正電極的供電。其中第二時長和第三閾值均為經驗值。
[0034]在車輛為停放狀態時將電容器120斷開，可以減少電容器120因自漏電而影響到電池組110的存電時間。且因電容器120斷開后不參與工作，同時也能夠延長電容器的使用壽命O
[0035]在圖3所示實施例中，單片機U8在電池組110進入睡眠狀態的同時，還要控制電容開關122斷開，以進一步節省電能。
[0036]參見圖4f，穩壓器80包括穩壓芯片U7，穩壓芯片U7的輸出引腳OUT(即穩壓器80的輸出端)提供穩定的5V直流電壓，提供給輔助電路中的一些元器件，包括為單片機U8的電源腳VDD提供工作電源。穩壓芯片U7的輸入引腳IN(即穩壓器80的輸入端)與第一續流二極管Dl連接，第一續流二極管Dl包括兩個陰極連在一起作為Dl輸出端的二極管，且其中一個二極管的陽極連接正電極VCC-0UT，另一個二極管的陽極串聯復位開關S2后連接電池組的正極B+。復位開關S2被人為閉合時穩壓芯片U7的輸出引腳OUT向單片機U8的電源腳VDD供電，從而使得電池組110由睡眠省電狀態被喚醒。
[0037]在其中一個實施例中，復位開關S2為被按下后閉合、不受力時為斷開狀態的開關，例如按鈕、輕觸開關、有彈簧復位結構的觸點開關等。故通過按壓復位開關S2進行復位操作時是進行短按。
[0038]在其中一個實施例中，控制單元30還用于在復位開關S2處于閉合狀態超過第一時長(即按壓第一時長不放手)后控制受控開關20斷開電池組110對正電極的供電，使電池組進入睡眠省電狀態。想再次起動車輛時，只需要按壓一下復位開關S2即可讓電池組110恢復正常工作。長按復位開關S2使電池組110進入睡眠狀態的功能適用于車輛需要長期停放的情況，避免因過度虧電而導致蓄電池損壞。第一時長是一個經驗值，目的是將“長按”與駕駛員需要讓電池組110恢復正常工作的喚醒操作(短按)相區分，在其中一個實施例中第一時長為10秒。在其他實施例中，還可以將復位開關S2和控制電池組110進入睡眠狀態的開關分別獨立設置。
[0039]在本實施例中，控制單元30的復位檢測腳3接于復位開關S2與續流二極管Dl之間(Switch端口)。復位開關S2受外力閉合時向復位檢測腳3提供閉合信號，控制單元30通過該閉合信號判斷復位開關S2的閉合時長，當檢測到復位開關S2的閉合時長超過第一時長時，控制單元30控制受控開關20斷開，使得電池組110進入睡眠省電狀態。在本實施例中，復位單元60還包括串聯接于續流二極管Dl連接復位開關S2的二極管陽極與負電極之間的電阻R18、R19，閉合信號是經分壓電阻R19分壓后得到的高電平信號。
[°04°]汽車智能蓄電池還包括傳感單元50。參見圖4g，在該實施例中，傳感單元50包括加速度傳感開關SI，加速度傳感開關SI平時為閉合狀態，在檢測到自身的加速度大于第五閾值時斷開，控制單元30(本實施例中為單片機U8的2腳)收到關斷信號(即信號為高電平變為O)，由控制單元30控制受控開關20斷開電池組110對正電極的供電。在該實施例中，傳感單元50還包括一個和電阻R16串聯并連接負電極的熱敏電阻t，單片機U8的2腳根據熱敏電阻t上分得的壓降可以得到熱敏電阻t的溫度，從而得知汽車內相應部件/位置的溫度狀態。
[0041]當車輛發生翻車、墜落失重或電池受到強烈撞擊等危險時，加速度傳感開關SI會被斷開，控制單元30感知后及時關閉電池輸出，避免事故發生后漏油再因電線短路起火而造成一.次傷害。
[0042]參見圖4d，受控開關20包括磁保持繼電器K1、第一充能電容C2、第二充能電容C3及半橋式上拉下拉電路。在本實施例中，半橋式上拉下拉電路包括相互串聯的PMOS管Ql和匪OS管Q3 (即PMOS管Ql連接NMOS管Q3的漏極)。第一充能電容C2和第二充能電容C3串聯，第二充能電容C3未連接所述第一充能電容的一端連接電池組110的負極，第一充能電容C2未連接第二充能電容C3的一端連接電池組正極B+ ο磁保持繼電器Kl的觸點一端連接正電極、另一端連接電池組正極B+ ο磁保持繼電器Kl的線圈一端連接C2、C3連接點，另一端連接半橋式上拉下拉電路上橋和下橋的連接點(即PMOS管Ql和NMOS管Q3的漏極)。半橋式上拉下拉電路的上拉端(PM0S管Ql的源極)接于磁保持繼電器Kl的觸點與正電極之間、下拉端連接負電極。控制單元30通過半橋式上拉下拉電路將磁保持繼電器Kl的線圈電位上拉和下拉對繼電器進行開閉控制。
[0043]在本實施例中，是采用第一充能電容C2、第二充能電容C3及半橋式上拉下拉電路的方案對磁保持繼電器Kl進行開閉控制。在其他實施例中，也可以采用全橋的方式對磁保持繼電器Kl進行開閉控制。
[0044]在圖4所示實施例中，受控開關20還包括續流二極管D2，電阻R1、R4、R20。電容C2和C3串聯后接到電池組正極B+，并連接續流二極管D2的一陽極(2腳)和磁保持繼電器Kl的觸點，磁保持繼電器KI的觸點另一端接至正電極VCC-OUT，電容C3的負極連接電池組負極B-。MOS管Q3的源極通過電阻R20連接電池組負極B-，漏極連接MOS管Q2的漏極和磁保持繼電器KI線圈的一端，磁保持繼電器Kl線圈的另一端接到電容C2和C3之間，MOS管Q3的柵極串聯電阻R4、R1后連接MOS管Ql的柵極。電阻R4和Rl之間為VM端口，將信號送至單片機U8的6腳。MOS管Ql的源極連接續流二極管D2的陰極。
[0045]MOS管Ql和Q3形成了半橋式上-下拉電路，電阻R20采用一個阻值很小的電阻(例如2歐姆)，作用是抵消在MOS管Ql和Q3開關過渡期同時處于打開的瞬間的沖擊電流。為了減少電路能耗，延長停車待開時間，本實施例中的繼電器選用了磁保持繼電器Kl，驅動時只需要一個脈沖電壓即可，隨后由永磁鐵保持繼電器的工作狀態。
[0046]電容C2和C3作為磁保持繼電器Kl的脈沖能量來源，當端口VM為低電平時，MOS管Ql導通、Q3關閉，連接在MOS管Ql和Q3之間的磁保持繼電器Kl線圈的一端被上拉到高電位，連接在電容C2和C3之間的磁保持繼電器KI線圈另一端為OV，從而形成了正向驅動。隨后來自續流二極管D2的正電壓經過MOS管Ql再經過磁保持繼電器Kl的線圈對電容C3進行充電，充電過程中C3的正負極電位由OV上升至VDD，電容C2正負極電壓為O。當端口 VM處于高電平時，MOS管Q3導通、Ql關閉，存儲在電容C3中的能量通過磁保持繼電器Kl被MOS管Q3向電池組負極B-下拉而形成回路，再加上電容C2的正負極由OV向OV至VDD間充電蓄能，從而驅動磁保持繼電器Kl反向脈沖工作。
[0047]續流二極管D2的作用是當繼電器Kl被斷開后，電池組110處于低能量狀態而無法自行恢復工作時，需要來自外部的電能(例如汽車發動機)通過正電極VCC-OUT補充能量，這時候外來的正電壓通過續流二極管D2的3腳給MOS管Ql提供能量，同時通過單片機U8對電容器120正極VDD(電位與正電極VCC-OUT相等)的電壓掃描可以判斷出是否外接充電器，在感知到外接充電源穩定后，單片機U8通過12腳向繼電器Kl發出指令，接通磁保持繼電器Kl對電池組110進行充電。
[0048]在其中一個實施例中，控制單元30在上電后檢測到復位開關S2閉合時，還需要判斷電池組110的電壓是否低于第七閾值，若是，則不對電池組110進行復位喚醒。
[0049]電池組110在進入睡眠狀態后有兩種喚醒方式，一種方式是通過短按復位開關S2進行喚醒，另一種是給正電極VCC-OUT和負電極外接電源給電池組110進行充電。單片機U8在上電后首先通過過流檢測單元40判斷電路是否短路，若否，則通過復位檢測腳3檢測復位開關S2是否閉合，若復位開關S2閉合(復位檢測腳3接收到閉合信號)，則判定為復位喚醒，若電池組110的電壓高于第七閾值，則單片機U8控制受控開關20和電容開關122閉合。若復位開關S2未閉合，則說明是外接了電源進行充電，此時單片機U8控制電容開關122閉合，并在檢測到電容器120的電壓VDD高于第八閾值時，控制受控開關20閉合，對電池組110進行充電。
[0050]在其中一個實施例中，輔助電路還包括與復位開關S2連接的無線通訊模塊。無線通訊模塊用于接收外界的無線信號，從而對復位開關S2進行閉合控制。設置無線通訊模塊后，駕駛員就可以對復位開關S2進行非接觸式的操作。例如通過手機對無線通訊模塊發送控制信號，控制復位開關S2對電池組進行喚醒/進入睡眠。由于一般只需要在較近的距離內對復位開關S2進行操作，因此無線通訊模塊可以采用成熟的短距離無線通訊方案，例如藍牙。
[0051 ] 在圖3所示實施例中，汽車智能蓄電池還包括狀態指示電路70，包括能夠顯示多種顏色的發光二極管，用于指示電池組110的關閉狀態。在本實施例中，是用綠燈表示電池組110正常待機關閉，紅燈指示輸出短路關閉，黃燈指示電池弱電關閉。指示電路70是通過控制單元30進行發光控制。對電池組110進行喚醒時，如果電池組110的電壓低于第七閾值，在不對電池組110進行喚醒的同時通過黃燈進行提醒。
[0052]請參見圖4b，電池保護芯片U3通過VDD腳3和VSS腳5監測電池的電壓，再通過CO引腳和DO引腳連接一個或非門Ul來對受控開關20進行控制。CO引腳和DO引腳各輸出的是單個或并聯多顆的下拉信號。在該實施例中，每個串聯的電池相應配備一個電池保護芯片;在其他實施例中，電池組110也可以包括多組電池，組與組之間串聯，每組電池中的各個電池并聯，然后為每一組電池配備一個電池保護芯片。
[0053 ]汽車智能蓄電池還包括與過充過放保護電路1和電池組110連接的電池電壓平衡電路12，電池電壓平衡電路12用于在過充過放保護電路10檢測到電池組110中的電池電壓大于第六閾值時平衡各電池的電壓。第六閾值的取值與過充過放保護電路10采用的芯片有關。
[0054]參見圖4b，在該實施例中，電池電壓平衡電路12包括開關管(本實施例中為N溝道MOSFET Q4)，開關管的輸入端(M0S管的漏極)連接電池組110中一電池的正極，開關管的輸出端(M0S管的源極)連接與該電池的負極串聯的另一電池的正極，開關管的控制端(M0S管的柵極)與電池保護芯片U3的電量均衡引腳CB連接，電池保護芯片U3在檢測到開關管的輸入端和輸出端電勢差大于第六閾值時通過電量均衡引腳控制開關管導通。
[0055]圖5是另一實施例中輔助電路的電路原理圖，其相對于圖3所示實施例的主要改進在于受控開關20的部分，另外還將一部分邏輯判斷和過充過放保護電路10的功能集成進了單片機中。請一并參見圖6，著重對受控開關進行介紹。在該實施例中，受控開關還包括第三充能電容Cl。第三充能電容Cl與串聯的第一充能電容C17、第二充能電容C39并聯。設置第三充能電容Cl可以為電路短路后重新驅動磁保持繼電器Kl提供足夠的能量。
[0056]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0057]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種汽車智能蓄電池，包括蓄電池外殼、外殼內的電池組、以及與電池組連接的正電極和負電極，所述正電極和負電極用于連接汽車的電路對汽車進行供電或接受充電，其特征在于，還包括設于所述外殼內的輔助電路所述輔助電路包括控制單元、受控開關、電容開關及電容器，所述電容器與所述電容開關串聯后接至所述正電極，且串聯的電容器和電容開關與所述電池組并聯； 所述控制單元與所述正電極、負電極連接，所述控制單元用于對所述電池組的電壓進行監測，當檢測到電池組的電壓高于第一閾值時，控制所述電容開關導通，使得所述電容器接入所述正電極和負電極進行供電或充電，并控制所述受控開關斷開電池組通過正電極進行的供電或充電；所述控制單元在正電極的電壓小于第一電壓時控制所述受控開關閉合，從而恢復所述電池組對正電極的供電，再通過斷開所述電容開關把電容器與負電極分離，從而停止所述電容器的充電或放電。2.根據權利要求1所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述電容開關為N溝道MOSFET，所述N溝道MOSFET的源極連接所述負電極，漏極連接所述電容器，柵極連接所述控制單元。3.根據權利要求1所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述電容器為電容陣列。4.根據權利要求1所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，還包括復位開關，所述控制單元還用于在檢測到電池組的電壓小于第二閾值時控制所述受控開關斷開電池組對所述正電極和控制單元的供電，使電池組進入睡眠省電狀態;所述復位開關一端連接所述電池組的正極，且所述復位開關在受外力時閉合，用于在所述電池組處于睡眠省電狀態時通過自身的閉合使得電池組恢復對所述控制單元的供電，再由控制單元控制所述受控開關恢復電池組對正電極的供電，從而使得所述電池組由睡眠省電狀態被喚醒。5.根據權利要求4所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述輔助電路還包括穩壓器，所述穩壓器的輸出端與所述控制單元的電源腳連接，為所述控制單元提供工作電源，所述穩壓器的輸入端與第一續流二極管連接，所述第一續流二極管包括兩個陰極連在一起作為第一續流二極管的輸出端的二極管，且其中一個二極管的陽極連接所述正電極，另一個二極管的陽極串聯所述復位開關后連接所述電池組的正極;所述復位開關在受外力閉合時，所述電池組的正極是通過所述穩壓器的輸出端向控制單元的電源腳提供工作電壓，從而使得所述電池組由睡眠省電狀態被喚醒。6.根據權利要求5所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述復位開關為被按下后閉合、不受力時為斷開狀態的開關，所述控制單元還用于在復位開關處于閉合狀態超過第一時長后控制所述受控開關斷開所述電池組對正電極的供電，使電池組進入睡眠省電狀態。7.根據權利要求6所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述控制單元的復位檢測腳接于所述復位開關與續流二極管之間，所述復位開關受外力閉合時向所述復位檢測腳提供閉合信號，所述控制單元通過所述閉合信號判斷復位開關的閉合時長，當檢測到復位開關的閉合時長超過所述第一時長時，所述控制單元控制所述受控開關斷開，使得所述電池組進入睡眠省電狀態。8.根據權利要求5所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述輔助電路還包括與所述控制單元連接的過流檢測單元，用于在所述電池組輸出的電流大于第四閾值時使所述受控開關斷開電池組對正電極的供電;所述控制單元在上電后還需要判定過流檢測單元是否檢測到電池組輸出的電流大于第四閾值，若是則判定為短路且不對電池組進行復位喚醒。9.根據權利要求5所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述受控開關包括磁保持繼電器、第一充能電容、第二充能電容及半橋式上拉下拉電路，所述第一充能電容和第二充能電容串聯，所述第二充能電容未連接所述第一充能電容的一端連接電池組負極，所述第一充能電容未連接所述第二充能電容的一端連接所述電池組的正極;所述磁保持繼電器的觸點一端連接所述正電極、另一端連接所述電池組正極，所述磁保持繼電器的線圈一端連接第一、第二充能電容的連接點、另一端連接所述半橋式上拉下拉電路上橋和下橋的連接點;所述半橋式上拉下拉電路的上拉端接于所述觸點與正電極之間、下拉端連接所述負電極，所述控制單元通過所述半橋式上拉下拉電路將所述磁保持繼電器的線圈電位上拉和下拉對繼電器進行開閉控制。10.根據權利要求4所述的汽車智能蓄電池，其特征在于，所述輔助電路還包括與所述復位開關連接的無線通訊模塊，所述無線通訊模塊用于接收外界的無線信號從而對所述復位開關進行開閉控制。
【文檔編號】H01M10/42GK105914805SQ201610118313
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月2日
【發明人】賴澤康, 練春霞
【申請人】深圳市銀盾科技開發有限公司