一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)。包括智能直流電流控制器及與其連接的鉛酸動力電池、鋰離子動力電池；智能直流電流控制器的控制端與電動車輛控制器的輸出端連接，以接收電動車輛控制器的控制信號；智能直流電流控制器還連接有電動車輛電機，檢測所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池電壓，控制鉛酸動力電池、鋰離子動力電池并聯(lián)為電動車輛電機供電；智能直流電流控制器還連接有充電器，以利于通過智能直流電流控制器的濾波電路為所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池同時充電。本實用新型克服兩種不同性質(zhì)的電源并聯(lián)放電帶來的諸多問題，并解決不同性質(zhì)電池的并聯(lián)充電問題，同時彌補了不同電源固有的缺點，提高整體性能。
【專利說明】
一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型主要作用于電氣動力系統(tǒng)的化學電源，具體涉及一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前市場上化學電源用于2輪電動車，4輪低速電動車，主要有鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池等。而主流產(chǎn)品為鉛酸電池，鉛酸電池作為動力源有如下缺點1、壽命短，2、鉛酸電池負載以后，電壓降大，表現(xiàn)為動力不足，上坡無力等，3、體積大，重量重限制單車電池攜帶量導致車輛的行駛里程有限。而鋰電池恰恰與鉛酸電池的優(yōu)缺點相反，具有壽命長，負載后壓降小，體積小重量輕等特點。
[0003]本實用新型的重點是發(fā)明的智能直流電流控制器與按一定比例配置的鋰電池結合起來，借助鋰電池優(yōu)良的電性能在與以鉛酸電池為主要化學電源的系統(tǒng)中起到:1、提高該系統(tǒng)的化學電源總電容量，(增加行駛里程)2、減輕鉛酸電池負載后的放電電流大小，(電池放電倍率降低，電池壽命將極大延長)3、極大減小鉛酸電池負載后的電壓降，起到穩(wěn)壓的作用。
[0004]本實用新型提升了，2輪電動車、4輪低速電動車，一些電源系統(tǒng)等以鉛酸為主供電電源的產(chǎn)品的綜合放電性能和容量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，克服兩種不同性質(zhì)的電源并聯(lián)放電帶來的諸多問題，并解決不同性質(zhì)電池的并聯(lián)充電問題，同時彌補了不同電源固有的缺點，提高整體性能。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是:一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，包括智能直流電流控制器及與該智能直流電流控制器分別連接的鉛酸動力電池、鋰離子動力電池;所述智能直流電流控制器的控制端與電動車輛控制器的輸出端連接，以接收電動車輛控制器的控制信號;所述智能直流電流控制器還連接有電動車輛電機，通過檢測所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池電壓，控制所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池并聯(lián)為所述電動車輛電機供電；所述智能直流電流控制器還連接有充電器，以利于充電器通過智能直流電流控制器的濾波電路為所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池同時充電。
[0007]在本實用新型一實施例中，所述鉛酸動力電池規(guī)格為48V 12Ah/20Ah或60V 20Ah/30Ah，相對的所述鋰離子動力電池規(guī)格為鉛酸動力電池對應電壓，容量為配對鉛酸動力電池I/3?3/4容量的鋰電池。
[0008]在本實用新型一實施例中，所述智能直流電流控制器包括IC芯片及與該IC芯片連接的電壓檢測模塊、電源模塊、電池充放電模塊、LED指示燈模塊;所述電壓檢測模塊用于檢測電動車輛控制器的輸出端輸出的控制信號、鉛酸動力電池電壓信號和鋰離子動力電池電壓信號，所述電源模塊用于為整個智能直流電流控制器供電，所述電池充放電模塊用于控制鉛酸動力電池電壓信號和鋰離子動力電池的充放電，所述LED指示燈模塊用于指示智能直流電流控制器的工作狀態(tài)。
[0009]在本實用新型一實施例中，所述電壓檢測模塊包括第一至第三電壓檢測電路，所述第一電壓檢測電路用于檢測電動車輛控制器的輸出端輸出的控制信號，所述第二電壓檢測電路用于檢測鉛酸動力電池電壓信號，所述第三電壓檢測電路用于檢測鋰離子動力電池電壓信號。
[0010]在本實用新型一實施例中，所述第一電壓檢測電路包括第一至第二電容、第一至第二電阻，所述第一電容的一端、第一電阻的一端、第二電阻的一端相連接作為第一電壓檢測電路的輸入端，并連接至所述電動車輛控制器的輸出端，所述第一電容的另一端、第一電阻的另一端與第二電容的一端相連接至GND，所述第二電容的另一端與第二電阻的另一端相連接作為第一電壓檢測電路的輸出端，并連接至所述IC芯片;所述第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的電路連接結構與所述第一電壓檢測電路相同，其中，所述第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的輸入端分別經(jīng)第三電阻、第四電阻與所述電池充放電模塊連接，第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的輸出端分別與所述IC芯片連接。
[0011]在本實用新型一實施例中，所述電源模塊用于將12V供電電源轉換為5V。
[0012]在本實用新型一實施例中，所述電池充放電模塊包括第一電解電容、第二電解電容、繼電器、二極管、三極管、第一至第四雙共陰極肖特基二極管、第五電阻、第六電阻、第七電阻;所述第一電解電容的正極、第二電解電容的正極、繼電器常開開關的一端、第一雙共陰極肖特基二極管的陰極、鋰離子動力電池的正極相連接至所述第三電壓檢測電路的輸入端，所述第一電解電容的負極、第二電解電容的負極、鉛酸動力電池的負極、鋰離子動力電池的負極、充電器輸入負極相連接至GND，所述繼電器常開開關的另一端與第二雙共陰極肖特基二極管的陽極、第三雙共陰極肖特基二極管的陽極相連接，所述繼電器控制線圈的一端、二極管的陰極連接至12V供電電源的正極，所述繼電器控制線圈的另一端、二極管的陽極相連接至所述三極管的集電極，所述三極管的基極經(jīng)第五電阻與IC芯片連接，所述三極管的基極還經(jīng)第六電阻與三極管的發(fā)射極相連接至GND，所述第一共陰極肖特基二極管的陽極、第四共陰極肖特基二極管的陽極、第七電阻的一端相連接至充電器輸入的正極，所述第二共陰極肖特基二極管的陰極、第三共陰極肖特基二極管的陰極、第四共陰極肖特基二極管的陰極、第七電阻的另一端、鉛酸動力電池的正極相連接至所述第二電壓檢測電路的輸入端。
[0013]在本實用新型一實施例中，所述LED燈指示模塊包括紅色LED燈、藍色LED燈、黃色LED燈和綠色LED燈，其中，紅色LED燈用于指示繼電器工作狀態(tài)，藍色LED燈用于指示鋰離子動力電池處于高壓，黃色LED燈用于指示鉛酸動力電池處于高壓，綠色LED燈用于指示鋰離子動力電池與鉛酸動力電池電壓差小于閾值。
[0014]在本實用新型一實施例中，所述電動車輛包括2輪電動車、4輪低速電動車，所述電動車輛控制器為霍爾控制器。
[0015]在本實用新型一實施例中，所述IC芯片為51系列單片機。
[0016]相較于現(xiàn)有技術，本實用新型具有以下有益效果:
[0017]1、在鉛酸電池為主要動力源的系統(tǒng)中，該發(fā)明并不影響原有電池的使用體驗，反而能作為附加的動力來源，提供更佳的使用體驗；
[0018]2、克服兩種不同性質(zhì)的電源并聯(lián)放電帶來的諸多問題；
[0019]3、解決不同性質(zhì)電池的并聯(lián)充電問題；
[0020]4、通過組合并聯(lián)相異電源，來彌補不同電源固有的缺點，提高整體性能；
[0021]5、本發(fā)明并非簡單將兩種相異電源不分容量的直接并聯(lián)，而是經(jīng)過大量實驗驗證得出的最佳匹配容量。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型控制電氣原理圖。
[0023]圖2是本實用新型IC芯片電路原理圖。
[0024]圖3是本實用新型第一電壓檢測電路原理圖。
[0025]圖4是本實用新型電池充放電模塊電路原理圖。
[0026]圖5是本實用新型電源模塊電路原理圖。
[0027]圖6是本實用新型LED指示燈模塊電路原理圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖，對本實用新型的技術方案進行具體說明。
[0029]如圖1-6所示，本實用新型的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，包括智能直流電流控制器及與該智能直流電流控制器分別連接的鉛酸動力電池、鋰離子動力電池;所述智能直流電流控制器的控制端與電動車輛控制器的輸出端連接，以接收電動車輛控制器的控制信號;所述智能直流電流控制器還連接有電動車輛電機，通過檢測所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池電壓，控制所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池并聯(lián)為所述電動車輛電機供電;所述智能直流電流控制器還連接有充電器，以利于充電器(通過的鉛酸動力電池充電器)通過智能直流電流控制器的濾波電路(圖4中所示電解電容C9、C10)為所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池同時充電。
[0030]所述鉛酸動力電池規(guī)格為48V 12Ah/20Ah或60V 20Ah/30Ah(或其他諸如64V、72V的規(guī)格)，相對的所述鋰離子動力電池規(guī)格為鉛酸動力電池對應電壓(48V 7?12Ah或60V ??15Ah)，容量為配對鉛酸動力電池1/3?3/4容量的鋰電池。
[0031]如圖2-6所示，所述智能直流電流控制器包括IC芯片(采用51系列單片機或其他具有相同功能的單片機)及與該IC芯片連接的電壓檢測模塊、電源模塊、電池充放電模塊、LED指示燈模塊;所述電壓檢測模塊用于檢測電動車輛控制器的輸出端輸出的控制信號、鉛酸動力電池電壓信號和鋰離子動力電池電壓信號，所述電源模塊用于為整個智能直流電流控制器供電，所述電池充放電模塊用于控制鉛酸動力電池電壓信號和鋰離子動力電池的充放電，所述LED指示燈模塊用于指示智能直流電流控制器的工作狀態(tài)。
[0032]如圖3所示，所述電壓檢測模塊包括第一至第三電壓檢測電路，所述第一電壓檢測電路用于檢測電動車輛控制器的輸出端輸出的控制信號，所述第二電壓檢測電路用于檢測鉛酸動力電池電壓信號，所述第三電壓檢測電路用于檢測鋰離子動力電池電壓信號。
[0033]如圖3所示，所述第一電壓檢測電路包括第一至第二電容(圖中Cll、C12)、第一至第二電阻(圖中R14、R15)，所述第一電容的一端、第一電阻的一端、第二電阻的一端相連接作為第一電壓檢測電路的輸入端，并連接至所述電動車輛控制器的輸出端，所述第一電容的另一端、第一電阻的另一端與第二電容的一端相連接至GND，所述第二電容的另一端與第二電阻的另一端相連接作為第一電壓檢測電路的輸出端，并連接至所述IC芯片;所述第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的電路連接結構與所述第一電壓檢測電路相同(第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路與圖3所示的第一電壓檢測電路結構相同)，其中，所述第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的輸入端分別經(jīng)第三電阻(圖中R11)、第四電阻(圖中RlO)與所述電池充放電模塊連接，第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的輸出端分別與所述IC芯片連接。
[0034]如圖4所示，所述電源模塊用于將12V供電電源轉換為5V，也可現(xiàn)將其他電壓諸如24V、36V供電電源先轉換為12V后供本申請電源模塊進行電壓轉換。
[0035]如圖5所示，所述電池充放電模塊包括第一電解電容(圖中C9)、第二電解電容(圖中C10)、繼電器(圖中D6)、二極管(圖中M7)、三極管(圖中Ql)、第一至第四雙共陰極肖特基二極管(圖中04、03、02、01)、第五電阻(圖中1?12)、第六電阻(圖中1?13)、第七電阻(圖中R16);所述第一電解電容的正極、第二電解電容的正極、繼電器常開開關(圖中RYl)的一端、第一雙共陰極肖特基二極管的陰極、鋰離子動力電池的正極相連接至所述第三電壓檢測電路的輸入端，所述第一電解電容的負極、第二電解電容的負極、鉛酸動力電池的負極、鋰離子動力電池的負極、充電器輸入負極相連接至GND，所述繼電器常開開關的另一端與第二雙共陰極肖特基二極管的陽極、第三雙共陰極肖特基二極管的陽極相連接，所述繼電器控制線圈的一端、二極管的陰極連接至12V供電電源的正極，所述繼電器控制線圈的另一端、二極管的陽極相連接至所述三極管的集電極，所述三極管的基極經(jīng)第五電阻與IC芯片連接，所述三極管的基極還經(jīng)第六電阻與三極管的發(fā)射極相連接至GND，所述第一共陰極肖特基二極管的陽極、第四共陰極肖特基二極管的陽極、第七電阻的一端相連接至充電器輸入的正極，所述第二共陰極肖特基二極管的陰極、第三共陰極肖特基二極管的陰極、第四共陰極肖特基二極管的陰極、第七電阻的另一端、鉛酸動力電池的正極相連接至所述第二電壓檢測電路的輸入端。
[0036]如圖6所示，所述LED燈指示模塊包括紅色LED燈、藍色LED燈、黃色LED燈和綠色LED燈，其中，紅色LED燈用于指示繼電器工作狀態(tài)，藍色LED燈用于指示鋰離子動力電池處于高壓，黃色LED燈用于指示鉛酸動力電池處于高壓，綠色LED燈用于指示鋰離子動力電池與鉛酸動力電池電壓差小于閾值。
[0037]所述電動車輛包括2輪電動車、4輪低速電動車，所述電動車輛控制器為霍爾控制器。
[0038]以上是本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型技術方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實用新型技術方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:包括智能直流電流控制器及與該智能直流電流控制器分別連接的鉛酸動力電池、鋰離子動力電池;所述智能直流電流控制器的控制端與電動車輛控制器的輸出端連接，以接收電動車輛控制器的控制信號;所述智能直流電流控制器還連接有電動車輛電機，通過檢測所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池電壓，控制所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池并聯(lián)為所述電動車輛電機供電；所述智能直流電流控制器還連接有充電器，以利于充電器通過智能直流電流控制器的濾波電路為所述鉛酸動力電池、鋰離子動力電池同時充電。2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述鉛酸動力電池規(guī)格為48V 12Ah/20Ah或60V 20Ah/30Ah，相對的所述鋰離子動力電池規(guī)格為鉛酸動力電池對應電壓，容量為配對鉛酸動力電池1/3?3/4容量的鋰電池。3.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述智能直流電流控制器包括IC芯片及與該IC芯片連接的電壓檢測模塊、電源模塊、電池充放電模塊、LED指示燈模塊;所述電壓檢測模塊用于檢測電動車輛控制器的輸出端輸出的控制信號、鉛酸動力電池電壓信號和鋰離子動力電池電壓信號，所述電源模塊用于為整個智能直流電流控制器供電，所述電池充放電模塊用于控制鉛酸動力電池電壓信號和鋰離子動力電池的充放電，所述LED指示燈模塊用于指示智能直流電流控制器的工作狀態(tài)。4.根據(jù)權利要求3所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓檢測模塊包括第一至第三電壓檢測電路，所述第一電壓檢測電路用于檢測電動車輛控制器的輸出端輸出的控制信號，所述第二電壓檢測電路用于檢測鉛酸動力電池電壓信號，所述第三電壓檢測電路用于檢測鋰離子動力電池電壓信號。5.根據(jù)權利要求4所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述第一電壓檢測電路包括第一至第二電容、第一至第二電阻，所述第一電容的一端、第一電阻的一端、第二電阻的一端相連接作為第一電壓檢測電路的輸入端，并連接至所述電動車輛控制器的輸出端，所述第一電容的另一端、第一電阻的另一端與第二電容的一端相連接至GND，所述第二電容的另一端與第二電阻的另一端相連接作為第一電壓檢測電路的輸出端，并連接至所述IC芯片;所述第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的電路連接結構與所述第一電壓檢測電路相同，其中，所述第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的輸入端分別經(jīng)第三電阻、第四電阻與所述電池充放電模塊連接，第二電壓檢測電路、第三電壓檢測電路的輸出端分別與所述IC芯片連接。6.根據(jù)權利要求3所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊用于將12V供電電源轉換為5V。7.根據(jù)權利要求5所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電池充放電模塊包括第一電解電容、第二電解電容、繼電器、二極管、三極管、第一至第四雙共陰極肖特基二極管、第五電阻、第六電阻、第七電阻;所述第一電解電容的正極、第二電解電容的正極、繼電器常開開關的一端、第一雙共陰極肖特基二極管的陰極、鋰離子動力電池的正極相連接至所述第三電壓檢測電路的輸入端，所述第一電解電容的負極、第二電解電容的負極、鉛酸動力電池的負極、鋰離子動力電池的負極、充電器輸入負極相連接至GND，所述繼電器常開開關的另一端與第二雙共陰極肖特基二極管的陽極、第三雙共陰極肖特基二極管的陽極相連接，所述繼電器控制線圈的一端、二極管的陰極連接至12V供電電源的正極，所述繼電器控制線圈的另一端、二極管的陽極相連接至所述三極管的集電極，所述三極管的基極經(jīng)第五電阻與IC芯片連接，所述三極管的基極還經(jīng)第六電阻與三極管的發(fā)射極相連接至GND，所述第一共陰極肖特基二極管的陽極、第四共陰極肖特基二極管的陽極、第七電阻的一端相連接至充電器輸入的正極，所述第二共陰極肖特基二極管的陰極、第三共陰極肖特基二極管的陰極、第四共陰極肖特基二極管的陰極、第七電阻的另一端、鉛酸動力電池的正極相連接至所述第二電壓檢測電路的輸入端。8.根據(jù)權利要求7所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述LED燈指示模塊包括紅色LED燈、藍色LED燈、黃色LED燈和綠色LED燈，其中，紅色LED燈用于指示繼電器工作狀態(tài)，藍色LED燈用于指示鋰離子動力電池處于高壓，黃色LED燈用于指示鉛酸動力電池處于高壓，綠色LED燈用于指示鋰離子動力電池與鉛酸動力電池電壓差小于閾值。9.根據(jù)權利要求7所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電動車輛包括2輪電動車、4輪低速電動車，所述電動車輛控制器為霍爾控制器。10.根據(jù)權利要求3-9任意一項所述的一種鋰電池與鉛酸電池的混合并聯(lián)使用的動力系統(tǒng)，其特征在于:所述IC芯片為51系列單片機。
【文檔編號】H02J7/34GK205544525SQ201620098334
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】李鷹
【申請人】李鷹