低溫自動加熱的鋰電池應急啟動電源制造技術

本實用新型專利技術提出一種低溫自動加熱的鋰電池應急啟動電源，包括有鋰電池，該鋰電池的電極連接有輸出電夾，鋰電池通過該輸出電夾向外供電，鋰電池外部設有熱源體，該熱源體與鋰電池的電極相連，鋰電池為熱源體供電，熱源體為鋰電池加熱。熱源體由發熱電阻片成型，發熱電阻片包裹在鋰電池外部，與鋰電池表面貼合。該應急啟動電源設置了為鋰電池加熱的熱源體，結合控制電路，在低溫環境下自動為鋰電池加熱，使應急啟動電源可在低溫環境正常使用。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及應急電源，尤其涉及低溫自動加熱的鋰電池應急啟動電源。
技術介紹
鋰電池作為新能源的代表，在很多領域得到廣泛應 用。但由于鋰電池材料的固有特性，導致它對使用環境溫度的要求非常苛刻，目前很難做到兼顧高溫、低溫均能正常大電流啟動放電。鋰電池在低溫下實際放電性能遠遠低于常溫下的放電性能，而且是隨著溫度下降而下降。一般在_20°C時，放電能力僅為室溫下的10% 20%，在-30°C時，放電能力僅剩2%左右。更為嚴峻的是，一般汽車的起動機卻是隨著溫度越低而需要的啟動電流越大，同時，應急啟動電源產品的特點就決定了它的主要使用環境基本上是在低溫或超低溫下進行。這將制約了鋰電池在動力應急啟動方面的大力發展。從用戶的實用角度出發，如果電池在低溫下，能夠用自身的一部分能量通過特定方式轉換成熱能反給電池加熱，使電池整體能夠快速恢復大電流放電性能，這是值得的。假設以8AH放電倍率為80C的動力型鋰電池為例常溫下放電電流為640安培/5秒/停3分鐘，能夠循環放電10次。那么在-20°C低溫環境下，其放電能力僅為64A左右，這個電流是無法用于啟動汽車。但是，如果利用其中IAH或I. 5AH的電能轉化為熱能，換取整體電池的溫度上升，從而達到理想的放電能力。雖然損耗了一定能量，但提高了放電能力，同等電壓、相同放電倍率的不同容量電池，單位時間內放電能力基本一樣，區別只是放電的時間及循環次數。所以，這種自動預熱的方式將能彌補鋰電池對低溫環境下先天性的放電不足問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種低溫自動加熱的鋰電池應急啟動電源，以克服鋰電池在低溫環境下放電不足的缺陷，提高鋰電池在低溫下的啟動能力。本技術為解決其技術問題所采用的技術方案是，低溫自動加熱的鋰電池應急啟動電源，包括有鋰電池，該鋰電池的電極連接有輸出電夾，鋰電池通過該輸出電夾向外供電，鋰電池外部設有熱源體，該熱源體與鋰電池的電極相連，鋰電池為熱源體供電，熱源體為鋰電池加熱。熱源體由發熱電阻片成型，發熱電阻片包裹在鋰電池外部，與鋰電池表面貼合。熱源體通過加熱開關電路連接至總控制電路，總控制電路通過電源控制電路與鋰電池的電極相連，鋰電池經電源控制電路、總控制電路以及加熱開關電路為熱源體供電。鋰電池上接有溫度采樣電路，溫度采樣電路連接至總控制電路，溫度采樣電路將鋰電池的溫度信息傳輸至總控制電路。總控制電路上還連接有USB輸出、充電控制電路。總控制電路上連接有操作面板提示電路，將溫度及預熱信息通過操作面板告知用戶。該應急啟動電源能達到如下目的I.自動檢測電池的實時溫度及剩余電量；2.根據剩余電量和實際溫度判斷是否需要加熱，以及不同的環境下所需的加熱時間；3.設定最高加熱溫度上限，確保電池加熱完畢后，能達到理想的使用溫度；4.設定預熱時間上限，提高產品的加熱安全系數；5.根據不同的環境，不同的電池容量，自動調整預熱的功率及時間；6.機器自動將實時溫度及預熱信息通過操作面板傳遞給用戶。其設計依據在于I.鋰電池低溫下雖然無法放出大電流，但對于小電流、短時間的放電仍然可行；2.利用高穩定性的發熱電阻片作為電池的加熱熱源體，并根據電池的形狀成形，包裹在每一節電池的表面上，通過電子開關與電池正、負極相連接；當電池放出的小電流通過電阻片后，能夠快速地轉換成熱能，熱能再以直接傳導方式給鋰電池表面加熱，使電池的整體溫度能夠在很短的時間內快速回升，以達到標準的放電能力；3.根據電池的實時電量及溫度，自動調整電池的加熱時間和暫停時間比例,確保電池即能有效加熱，同時也留有自動恢復的時間，使電池不因過溫或持續放電而損壞。本技術的優點在于，該應急啟動電源設置了為鋰電池加熱的熱源體，結合控制電路，在低溫環境下自動為鋰電池加熱，使應急啟動電源可在低溫環境正常使用。附圖說明圖I是本技術提出的應急電源的結構示意圖；圖2是該應急電源的工作原理圖；圖3是該應急電源的控制電路原理總路；圖4是圖3中電源控制電路原理圖；圖5是圖3中總控制電路原理圖；圖6是圖3中溫度采樣電路原理圖；圖7是圖3中USB輸出、充電控制電路原理圖；圖8是圖3中加熱控制電路原理圖。具體實施方式為了使本技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本技術。如圖I所示，本技術提出的應急啟動電源包括有鋰電池，該鋰電池的電極連接有輸出電夾，鋰電池通過該輸出電夾向外供電，鋰電池外部設有熱源體，該熱源體與鋰電池的電極相連，鋰電池為熱源體供電，熱源體為鋰電池加熱。熱源體由發熱電阻片成型，發熱電阻片包裹在鋰電池外部，與鋰電池表面貼合。熱源體通過加熱開關電路連接至總控制電路，總控制電路通過電源控制電路與鋰電池的電極相連，鋰電池經電源控制電路、總控制電路以及加熱開關電路為熱源體供電。鋰電池上接有溫度采樣電路，溫度采樣電路連接至總控制電路，溫度采樣電路將鋰電池的溫度信息傳輸至總控制電路。總控制電路上還連接有USB輸出、充電控制電路。總控制電路上連接有操作面板提示電路，將溫度及預熱信息通過操作面板告知用戶。參看圖2 圖8,該應急啟動電源的工作過程如下當開關SWl由OFF檔轉入USB-VCC檔位時，電池正極BAT+通過開關及二極管D4、限流電阻R8和穩壓二極管ZDl限壓后，再經過限流電阻R9驅動開關管Ql，使Ql完全導通，從而使Q4基極獲得反偏電壓，使Q4開關管完全導通。電池正極BAT+電壓經過二極管D8、Q4、R25后加入三穩集成穩壓器7805的輸入端，使3腳輸出一個穩定的5VDC電壓給CPU及其他電路供電。5VDC電源經限流電阻R26接入IC3，IC3輸出穩定的2. 5V作為CPU及溫度檢測電路的基準電源。 當“V1”、“CH+”、“外部VCC”等任一端接入電源時，7805也進入正常工作狀態。其中“VI”為外部夾子反接時，通過IC5將外部反接信號轉換成內部正信號接后至二極管Dl的輸入端。CPU上電工作后，自動檢測各個信號輸入端口的AD變化量，經過計算、處理后，驅動相應的光聲報警控制電路及加熱開關控制電路。電阻Rl與RTl組成電池溫度檢測電路，RTl為高精度NTC熱敏電阻，經加工后安裝到電池殼體表面。CPU上電工作后，RTl將電池表面溫度對應不同的阻值并產生不同的壓降，使相應的電信號輸入單片機的第11腳，經單片機處理后，讀出電池的實時溫度，并判斷電池是否處于溫度正常、過高或過低等狀態。如果溫度過高，及時通過聲光報警提示，如果電池溫度過低，則通過LED閃爍報警提示，并根據實際溫度進行對電池加熱。當加熱時間完畢或溫度已達到預先設定溫度值時，自動停止加熱，同時報警閃爍的LED息滅表示加熱完畢，進入待機使用狀態。IC5、R39、D5及R2、R17與C3組成反接報警提示信號采樣電路。具體工作過程是大電流開關處于OFF檔時，機器的正極夾子與外部電池的負極相連。機器的負極管子與外部電池的正極相連，此時利用外部電池的電壓經R39限流后，經IC5、D5轉換成光信號，IC5再將光信號轉換成電信號，經IC5的第三腳輸出并分為兩路,一路給電源控制電路，開啟CPU的工作電源；另一路接至R2、R17、C3等，將信號輸入單片機內部進行處理。采樣電路中“CH/A “作為充電電電流大小采樣；“V2”為內部本文檔來自技高網...

【技術保護點】
低溫自動加熱的鋰電池應急啟動電源，包括有鋰電池，該鋰電池的電極連接有輸出電夾，鋰電池通過該輸出電夾向外供電，其特征在于，鋰電池外部設有熱源體，該熱源體與鋰電池的電極相連，鋰電池為熱源體供電，熱源體為鋰電池加熱。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張忠仁，范振明，李科，武強，沈靜，
申請(專利權)人：上海廣為美線電源電器有限公司，上海廣為電器工具有限公司，上海廣為拓浦電源有限公司，
類型：實用新型
國別省市：