CN206922481U - 一种带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，包括：至少两组的电池组，用于检测各电池组中各个电池正极和负极之间电压并输出相应电压值的电池电压检测模块；用于各个电池输出短路时保护电池的短路保护模块；设于各电池组与外部充电输入之间的第一开关模块，设于各电池组与电池外部输出之间的第二开关模块；一MCU，用于接收电压值并根据电压值与电压预设值之间的关系分别输出第一控制信号、第二控制信号至第一开关模块和短路保护模块。本实用新型通过电池分体式输入与输出保护，电池充电和放电时各个电池组处于独立的安全状态，防止一个电池组损毁而影响整个电池的使用，结构设计较简单，成本较低。

Description

一种带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置

技术领域

本实用新型涉及应急启动装置领域，尤其涉及的是一种带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置。

背景技术

现有技术中，重型机器如汽车、坦克导弹运输汽车、直升机等的应急启动时需要容量较大的应急电池才能启动，而应急电池容量较大时，若操作失误致使接线短路能瞬间将重型机器的内置电源以及应急电池烧毁。同时，应急电池输出电量较大，需要经常更换应急电池以保证能高效启动重型机器。目前，市面上的产品安全性能不够好，重型机器应急启动时容易短路连接，且当应急电池某一处出现故障导致整个应急电池报废，维修成本较高。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够防止重型机器应急启动短路时损坏机器和应急启动电池组，而应急电池组由多个电池组并联且可持续利用，各个电池组实行分体式充放电保护，且成本较低的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置。

本实用新型的技术方案如下：一种带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，包括：用于检测各电池组中各个电池的正极和负极之间电压并输出相应电压值的电池电压检测模块；用于各个电池输出短路时保护电池的短路保护模块；设于各电池组与外部充电输入之间的第一开关模块，所述第一开关模块包括若干与各电池组中各电池一一对应的开关元件；设于各电池组与电池外部输出之间的第二开关模块；一MCU，用于接收所述电压值并根据电压值与电压预设值之间的关系分别输出第一控制信号、第二控制信号至所述第一开关模块和短路保护模块，并且，所述MCU还控制各个电池组与外部充电输入之间的回路通断、及控制短路保护模块向第二开关模块输出第三控制信号以实现电池组与电池外部输出之间的回路通断；

其中，电池电压检测模块的电压值输出端与所述MCU的电压值输入端连接，MCU第一控制信号输出端与第一开关模块的第一控制信号输入端连接；MCU第二控制信号输出端与短路保护模块第二控制信号输入端连接；短路保护模块第三控制信号输出端与第二开关模块的第三控制信号输入端连接。

采用上述技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述电池组由第一电池组、第二电池组、第三电池组、第四电池组以及第五电池组并联组成。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述电池电压检测模块包括第一电池组电压检测模块、第二电池组电压检测模块、第三电池组电压检测模块、第四电池组电压检测模块以及第五电池组电压检测模块。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述第一电池组电压检测模块包括第一电池组保护IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一插座、第一三极管、第二三极管；

其中，第一电池组第一输出端经第一电池组保护IC电连接第一插座第一输入端，第一电池组第二输出端经第一电阻电连接第一插座第二输入端，第一插座第二输入端分别经第二电阻和第一电容接地；第一插座第一输出端经第三电阻电连接第一三极管基极，第一三极管集极电连接MCU第一输入端，第一三极管射极接地，第一三极管基极经第四电阻接地；第一插座第二输出端经第五电阻电连接第二三极管基极，第二三极管集极电连接MCU第二输入端，第二三极管射极接地，第二三极管基极经第六电阻接地。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述第二电池组电压检测模块包括第二电池组保护IC、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容、第二插座、第三三极管、第四三极管；

其中，第二电池组第一输出端经第二电池组保护IC电连接第二插座第一输入端，第二电池组第二输出端经第七电阻电连接第二插座第二输入端，第二插座第二输入端分别经第八电阻和第二电容接地；第二插座第一输出端经第九电阻电连接第三三极管基极，第三三极管集极电连接MCU第三输入端，第三三极管射极接地，第三三极管基极经第十电阻接地；第二插座第二输出端经第十一电阻电连接第四三极管基极，第四三极管集极电连接MCU第四输入端，第四三极管射极接地，第四三极管基极经第六电阻接地。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述第三电池组电压检测模块包括第三电池组保护IC、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第三电容、第三插座、第五三极管、第六三极管；

其中，第三电池组第一输出端经第三电池组保护IC电连接第三插座第一输入端，第三电池组第二输出端经第十三电阻电连接第三插座第二输入端，第三插座第二输入端分别经第十四电阻和第三电容接地；第三插座第一输出端经第十五电阻电连接第五三极管基极，第五三极管集极电连接MCU第五输入端，第五三极管射极接地，第五三极管基极经第十六电阻接地；第三插座第二输出端经第十七电阻电连接第六三极管基极，第六三极管集极电连接MCU第六输入端，第六三极管射极接地，第六三极管基极经第十八电阻接地。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述第四电池组电压检测模块包括第四电池组保护IC、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第四电容、第四插座、第七三极管、第八三极管；

其中，第四电池组第一输出端经第四电池组保护IC电连接第四插座第一输入端，第四电池组第二输出端经第十九电阻电连接第四插座第二输入端，第四插座第二输入端分别经第二十电阻和第四电容接地；第四插座第一输出端经第二十一电阻电连接第七三极管基极，第七三极管集极电连接MCU第七输入端，第七三极管射极接地，第七三极管基极经第二十二电阻接地；第四插座第二输出端经第二十三电阻电连接第八三极管基极，第八三极管集极电连接MCU第八输入端，第八三极管射极接地，第八三极管基极经第二十四电阻接地。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述第五电池组电压检测模块包括第五电池组保护IC、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第五电容、第五插座、第九三极管、第十三极管；

其中，第五电池组第一输出端经第五电池组保护IC电连接第五插座第一输入端，第五电池组第二输出端经第二十五电阻电连接第五插座第二输入端，第五插座第二输入端分别经第二十六电阻和第五电容接地；第五插座第一输出端经第二十七电阻电连接第九三极管基极，第九三极管集极电连接MCU第九输入端，第九三极管射极接地，第九三极管基极经第二十八电阻接地；第五插座第二输出端经第二十九电阻电连接第十三极管基极，第十三极管集极电连接MCU第十输入端，第十三极管射极接地，第十三极管基极经第三十电阻接地。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述短路保护模块包括第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第十一三极管、第六MOS管、运放器；

其中，第三十一电阻第一端电连接MCU第二控制信号输出端，第二端电连接第十一三极管基极，第十一三极管集极电连接第三十三电阻第一端，第十一三极管射极接地，第十一三极管基极经过第三十二电阻接地，第三十三电阻第二端电连接第六MOS管第一输入端，第三十三电阻第二端经第三十四电阻电连接第六MOS管第二输入端，第六MOS管输出端经第三十五电阻电连接运放器同相输入端，电池外部输出负极经第三十六电阻电连接运放器反相输入端，运放器输出端电连接第二开关模块。

采用上述各个技术方案，所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置中，所述短路保护模块与第二开关模块之间设置有用于驱动第二开关模块开启或闭合的驱动电路；所述驱动电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一驱动IC、第二驱动IC、第三驱动IC、第四驱动IC、第五驱动IC、第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻以及第四十六电阻；

其中，第一二极管负极电连接短路保护模块，第一二级管正极电连接第一驱动IC第一输入端，第一驱动IC第一输出端经第三十七电阻电连接第二开关模块，第一驱动IC第二输出端经第三十八电阻电连接第二开关模块；第二二极管负极电连接短路保护模块，第二二极管正极电连接第二驱动IC第一输入端，第二驱动IC第一输出端经第三十九电阻电连接第二开关模块，第二驱动IC第二输出端经第四十电阻电连接第二开关模块；第三二极管负极电连接短路保护模块，第三二极管正极电连接第三驱动IC第一输入端，第三驱动IC第一输出端经第四十一电阻电连接第二开关模块，第三驱动IC第二输出端经第四十二电阻电连接第二开关模块；第四二极管负极电连接短路保护模块，第四二极管正极电连接第四驱动IC第一输入端，第四驱动IC第一输出端经第四十三电阻电连接第二开关模块，第四驱动IC第二输出端经第四十四电阻电连接第二开关模块；第五二极管负极电连接短路保护模块，第五二极管正极电连接第五驱动IC第一输入端，第五驱动IC第一输出端经第四十五电阻电连接第二开关模块；第五驱动IC第二输出端经第四十六电阻电连接第二开关模块。

采用上述各个技术方案，本实用新型通过将多个电池组并联成一个整体，并对各个电池组实行分体式输入与输出，防止单个电池组出现故障而影响整个电池的使用，同时也能防止电池向外部输出电流时短路连接烧毁电池和外部机器，结构设计较简单，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型的连接示意图；

图2为本实用新型的第一电池组电压检测模块电路原理图；

图3为本实用新型的第二电池组电压检测模块电路原理图；

图4为本实用新型的第三电池组电压检测模块电路原理图；

图5为本实用新型的第四电池组电压检测模块电路原理图；

图6为本实用新型的第五电池组电压检测模块电路原理图；

图7为本实用新型的短路保护模块和驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

本实施例提供了一种带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置包括：至少两组的电池组，用于检测各电池组中各个电池的正极和负极之间电压并输出相应电压值的电池电压检测模块4；用于各个电池输出短路时保护电池的短路保护模块12；设于各电池组与外部充电输入3之间的第一开关模块2，所述第一开关模块2包括若干与各电池组中各电池一一对应的开关元件；设于各电池组与电池外部输出之间的第二开关模块10；一MCU8，用于接收所述电压值并根据电压值与电压预设值之间的关系分别输出第一控制信号、第二控制信号至所述第一开关模块2和短路保护模块12，并且MCU8还控制各个电池组与外部充电输入3之间的回路通断、及控制短路保护模块12向第二开关模块10输出第三控制信号以实现电池组与电池外部输出之间的回路通断；

其中，电池电压检测模块4的电压值输出端与所述MCU8的电压值输入端连接，MCU8第一控制信号输出端与第一开关模块2的第一控制信号输入端连接；MCU8第二控制信号输出端与短路保护模块12第二控制信号输入端连接；短路保护模块12第三控制信号输出端与第二开关模块10的第三控制信号输入端连接。

如图1，本实施例中的电池为可充电池，实现电池可持续利用，节约成本。由于本实施例电池用于重型机器应急启动，而重型机器往往需要外部有较高电流输入才能点火启动，故本实施例中电池组由五个电池组并联组成可向外输出较高电流。同时，各个电池组分别由多个电芯串联组成，电芯的数量不做限制，仅根据外部重型机器启动时需要的电压而设定。当然，上述电池组的具体数量在本实施例中也不做任何限制，仅根据实际情况而设定。在电池正极1以及电池负极5之间设置电池电压检测模块4，用于实时检测电池电压并输出相应的电压值。在电池外部输出正极11以及电池外部输出负极13之间设置短路保护模块12，用于当电池输出短路时防止电池电流瞬间增大而烧毁电池和外部连接设备。本实施例中电池外部输出正极11为正极夹子，电池外部输出负极13为负极夹子P-。当然，电池外部输出的具体连接装置在本实施例中不做具体限制，仅根据实际需要而设置不同的连接装置。

在外部充电输入3与电池正极1之间设置第一开关模块2，第一开关模块2闭合时外部充电输入3给电池充电，第一开关模块2断开时外部充电输入3停止给电池充电。当然，第一开关模块2也可以设置在外部充电输入3与电池负极5之间，本实施例不做具体限制，仅根据实际需要设定。第一开关模块2包括有五个开关元件与电池组中的五个电池组一一对应，每个开关元件控制与之对应的电池组。在外部充电输入3给电池充电时，当某个或者多个电池组不需要充电，断开与之相对应的开关元件即可，此单个或者多个电池组停止充电，而其他的电池组继续充电，即各个电池组的充电互不干涉，独立充电。在电池负极5与电池外部输出负极13之间设置第二开关模块10，当需要电池给外部设备输出电流时，闭合第二开关模块10；当电池输出短路、过放或者外部设备电流倒灌入电池时，则断开第二开关模块10。当然，第二开关模块10也可以设置在电池正极1和电池外部输出正极11之间，本实施例不做具体限制，仅根据实际需要设定。

本实施例设置一MCU8，用于接收电池电压检测模块4输出的电池电压值。需要说明的是，根据实际情况在MCU8中设置有电压预设值，MCU8将接收的电压值与电压预设值进行比对，根据电压值与电压预设值之间的关系输出第一控制信号以及第二控制信号。当电池处于充电状态时，电源电路6给MCU8提供工作电压，MCU8判断电池处于正常充电状态，输出第一控制信号至第一开关模块2使第一开关模块2一直处于闭合状态。当电池处于不正常的充电状态时，如MCU8判断某个电池组充电过快，其电压过高，则MCU8输出第一控制信号至第一开关模块2，断开第一开关模块2中与充电过快的电池组相对应的开关元件，而其他的电池组继续充电。当五个电池组电压一致时，则上述断开的开关元件闭合，停止充电的电池组继续充电。当电池处于放电状态时，MCU8判断电池处于正常放电状态，则MCU8输出第二控制信号至短路保护模块12，短路保护模块12输出第三控制信号至驱动电路9，驱动电路9控制第二开关模块10一直处于闭合状态。当MCU8判断电池处于短路放电或者过度放电或者外部设备电流倒灌入电池中，则MCU8输出第二控制信号至短路保护模块12，短路保护模块12则输出第三控制信号至驱动电路9，驱动电路9驱动第二开关模块10断开，使电池与外部设备处于断开状态，防止电池损坏，延长电池的使用寿命。

进一步的，电池中的五个电池组具体为：第一电池组B1、第二电池组B2、第三电池组B3、第四电池组B4以及第五电池组B5串联组成。

更进一步的，电池电压检测模块4包括第一电池组电压检测模块401、第二电池组电压检测模块402、第三电池组电压检测模块403、第四电池组电压检测模块404以及第五电池组电压检测模块405。具体的，第一电池组电压检测模块401对应第一开关元件M1，第二电池组电压检测模块402对应第二开关元件M2，第三电池组电压检测模块403对应第三开关元件M3，第四电池组电压检测模块404对应第四开关元件M4，第五电池组电压检测模块405对应第五开关元件M5。

更进一步的，第一电池组电压检测模块401包括第一电池组保护IC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第一插座J1、第一三极管Q1、第二三极管Q2；其中，第一电池组B1第一输出端经第一电池组保护IC1电连接第一插座J1第一输入端，第一电池组B1第二输出端经第一电阻R1电连接第一插座J1第二输入端，第一插座J1第二输入端分别经第二电阻R2和第一电容C1接地；第一插座J1第一输出端经第三电阻R3电连接第一三极管Q1基极，第一三极管Q1集极电连接MCU8第一输入端，第一三极管Q1射极接地，第一三极管Q1基极经第四电阻R4接地；第一插座J1第二输出端经第五电阻R5电连接第二三极管Q2基极，第二三极管Q2集极电连接MCU8第二输入端，第二三极管Q2射极接地，第二三极管Q2基极经第六电阻R6接地。

如图2，原理如下：第一电池组B1电压信号可以经过第一电池组保护IC1将第一电池组B1电压信号传送至第一插座J1，也可以经过第一电阻R1将第一电池组B1电压信号传送至第一插座J1。第一电池组B1电压信号经第一插座J1、第三电阻R3、第一三极管Q1输送至MCU8第一输入端，第一电池组B1电压信号也可经第一插座J1、第五电阻R5、第二三极管Q2输送至MCU8第二输入端，即对第一电池组B1实行双重保护。当MCU8判断第一电池组B1电压处于不正常状态时，立即输出第一控制信号至第一开关元件M1，使第一开关元件M1断开。而第一电池组B1负极、外部充电输入3、第一开关元件M1、第一电池组正极B1+形成一个充电闭合回路，第一开关元件M1断开，使整个回路断开，即外部充电输入3停止对第一电池组B1充电。当MCU8判断第一电池组B1电压处于正常状态时，立即输出第一控制信号至第一开关元件M1，使第一开关元件M1闭合，继续对第一电池组B1充电。

更进一步的，第二电池组电压检测模块402包括第二电池组保护IC2、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第二电容C2、第二插座J2、第三三极管Q3、第四三极管Q4；其中，第二电池组B2第一输出端经第二电池组保护IC2电连接第二插座J2第一输入端，第二电池组B2第二输出端经第七电阻R7电连接第二插座J2第二输入端，第二插座J2第二输入端分别经第八电阻R8和第二电容C2接地；第二插座J2第一输出端经第九电阻R9电连接第三三极管Q3基极，第三三极管Q3集极电连接MCU8第三输入端，第三三极管Q3射极接地，第三三极管Q3基极经第十电阻R10接地；第二插座J2第二输出端经第十一电阻R11电连接第四三极管Q4基极，第四三极管Q4集极电连接MCU8第四输入端，第四三极管Q4射极接地，第四三极管Q4基极经第六电阻R6接地。

如图3，原理如下：第二电池组B2电压信号可以经过第二电池组保护IC2将第二电池组B2电压信号传送至第二插座J2，也可以经过第七电阻R7将第二电池组电压信号传送至第二插座J2。第二电池组电压信号经第二插座J2、第九电阻R9、第三三极管Q3输送至MCU8第三输入端，第二电池组B2电压信号也可经第二插座J2、第十一电阻R11、第四三极管Q4输送至MCU8第四输入端，即对第二电池组B2实行双重保护。当MCU8判断第二电池组B2电压处于不正常状态时，立即输出第一控制信号至第二开关元件M2，使第二开关元件M2断开。而第二电池组负极B2-、外部充电输入3、第二开关元件M2、第二电池组正极B2+形成一个充电闭合回路，第二开关元件M2断开，使整个回路断开，即外部充电输入3停止对第二电池组B2充电。当MCU8判断第二电池组B2电压处于正常状态时，立即输出第一控制信号至第二开关元件M2，使第二开关元件M2闭合，继续对第二电池组B2充电。

更进一步的，第三电池组电压检测模块403包括第三电池组保护IC3、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第三电容C3、第三插座J3、第五三极管Q5、第六三极管Q6；其中，第三电池组B3第一输出端经第三电池组保护IC3电连接第三插座J3第一输入端，第三电池组B3第二输出端经第十三电阻R13电连接第三插座J3第二输入端，第三插座J3第二输入端分别经第十四电阻R14和第三电容C3接地；第三插座J3第一输出端经第十五电阻R15电连接第五三极管Q5基极，第五三极管Q5集极电连接MCU8第五输入端，第五三极管Q5射极接地，第五三极管Q5基极经第十六电阻R16接地；第三插座J3第二输出端经第十七电阻R17电连接第六三极管Q6基极，第六三极管Q6集极电连接MCU8第六输入端，第六三极管Q6射极接地，第六三极管Q6基极经第十八电阻R18接地。

如图4，原理如下：第三电池组B3电压信号可以经过第三电池组保护IC3将第三电池组B3电压信号传送至第三插座J3，也可以经过第十三电阻R13将第三电池组B3电压信号传送至第三插座J3。第三电池组B3电压信号经第三插座J3、第十五电阻R15、第五三极管Q5输送至MCU8第五输入端，第三电池组B3电压信号也可经第三插座J3、第十七电阻R17、第六三极管Q6输送至MCU8第六输入端，即对第三电池组B3实行双重保护。当MCU8判断第三电池组B3电压处于不正常状态时，立即输出第一控制信号至第三开关元件M3，使第三开关元件M3断开。而第三电池组负极B3-、外部充电输入3、第三开关元件M3、第三电池组正极B3+形成一个充电闭合回路，第三开关元件M3断开，使整个回路断开，即外部充电输入3停止对第三电池组B3充电。当MCU8判断第三电池组B3电压处于正常状态时，立即输出第一控制信号至第三开关元件M3，使第三开关元件M3闭合，继续对第三电池组B3充电。

更进一步的，第四电池组电压检测模块404包括第四电池组保护IC4、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第四电容C4、第四插座J4、第七三极管Q7、第八三极管Q8；其中，第四电池组B4第一输出端经第四电池组保护IC4电连接第四插座J4第一输入端，第四电池组B4第二输出端经第十九电阻R19电连接第四插座J4第二输入端，第四插座J4第二输入端分别经第二十电阻R20和第四电容C4接地；第四插座J4第一输出端经第二十一电阻R21电连接第七三极管Q7基极，第七三极管Q7集极电连接MCU8第七输入端，第七三极管Q7射极接地，第七三极管Q7基极经第二十二电阻R22接地；第四插座J4第二输出端经第二十三电阻R23电连接第八三极管Q8基极，第八三极管Q8集极电连接MCU8第八输入端，第八三极管Q8射极接地，第八三极管Q8基极经第二十四电阻R24接地。

如图5，原理如下：第四电池组B4电压信号可以经过第四电池组保护IC4将第四电池组B4电压信号传送至第四插座J4，也可以经过第十九电阻R19将第四电池组B4电压信号传送至第四插座J4。第四电池组B4电压信号经第四插座J4、第二十一电阻R21、第七三极管Q7输送至MCU8第七输入端，第四电池组B4电压信号也可经第四插座J4、第二十三电阻R23、第八三极管Q8输送至MCU8第八输入端，即对第四电池组B4实行双重保护。当MCU8判断第四电池组B4电压处于不正常状态时，立即输出第一控制信号至第四开关元件M4，使第四开关元件M4断开。而第四电池组负极B4-、外部充电输入3、第四开关元件M4、第四电池组正极B4+形成一个充电闭合回路，第四开关元件M4断开，使整个回路断开，即外部充电输入3停止对第四电池组B4充电。当MCU8判断第四电池组B4电压处于正常状态时，立即输出第一控制信号至第四开关元件M4，使第四开关元件M4闭合，继续对第四电池组B4充电。

更进一步的，第五电池组电压检测模块405包括第五电池组保护IC5、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第五电容C5、第五插座J5、第九三极管Q9、第十三极管Q10；

其中，第五电池组B5第一输出端经第五电池组保护IC5电连接第五插座J5第一输入端，第五电池组B5第二输出端经第二十五电阻R25电连接第五插座J5第二输入端，第五插座J5第二输入端分别经第二十六电阻R26和第五电容C5接地；第五插座J5第一输出端经第二十七电阻R27电连接第九三极管Q9基极，第九三极管Q9集极电连接MCU8第九输入端，第九三极管Q9射极接地，第九三极管Q9基极经第二十八电阻R28接地；第五插座J5第二输出端经第二十九电阻R29电连接第十三极管Q10基极，第十三极管Q10集极电连接MCU8第十输入端，第十三极管Q10射极接地，第十三极管Q10基极经第三十电阻R30接地。

如图6，原理如下：第五电池组B5电压信号可以经过第五电池组保护IC5将第五电池组B5电压信号传送至第五插座J5，也可以经过第二十五电阻R25将第五电池组B5电压信号传送至第五插座J5。第五电池组B5电压信号经第五插座J5、第二十七电阻R27、第九三极管Q9输送至MCU8第九输入端，第五电池组B5电压信号也可经第五插座J5、第二十九电阻R29、第十三极管Q10输送至MCU8第十输入端，即对第五电池组B5实行双重保护。当MCU8判断第五电池组B5电压处于不正常状态时，立即输出第一控制信号至第五开关元件M5，使第五开关元件M5断开。而第五电池组负极B5-、外部充电输入3、第五开关元件M5、第五电池组正极B5+形成一个充电闭合回路，第五开关元件M5断开，使整个回路断开，即外部充电输入3停止对第五电池组B5充电。当MCU8判断第五电池组电压处于正常状态时，立即输出第一控制信号至第五开关元件M5，使第五开关元件M5闭合，继续对第五电池组B5充电。

更进一步的，短路保护模块12包括第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第十一三极管Q11、第六MOS管M6、运放器；

其中，第三十一电阻R31第一端电连接MCU8第二控制信号输出端，第二端电连接第十一三极管Q11基极，第十一三极管Q11集极电连接第三十三电阻R33第一端，第十一三极管Q11射极接地，第十一三极管Q11基极经过第三十二电阻R32接地，第三十三电阻R33第二端电连接第六MOS管第一输入端，第三十三电阻R33第二端经第三十四电阻R34电连接第六MOS管M6第二输入端，第六MOS管M6输出端经第三十五电阻R35电连接运放器同相输入端，电池外部输出负极13经第三十六电阻R36电连接运放器反相输入端，运放器输出端电连接第二开关模块10。

如图7，原理如下：当MCU8判断电池输出短路或者过放或者外部设备电流倒灌入电池，则MCU8输出第二控制信号，第二控制信号为一个低电平信号。低电平信号经第第三十一电阻R31使第十一三极管Q11停止工作，第六MOS管M6随之停止工作，则运放器同相输入端为低电平，而运放器反相输入端经第三十六电阻R36电连接电池负极5，即运放器反相输入端此时比同相输入端电压高，因此运放器输出端输出低电平至第二开关模块10。第二开关模块10为第七MOS管M7，第七MOS管M7无高电平输入则处于停止工作状态，即处于断开状态。由于第七MOS管M7电连接电池负极5以及夹子负极P-，使电池与外部设备形成一闭合回路，故第七MOS管M7断开后，电池停止向外部设备输出电流，防止电池以及外部设备受到损害。

更进一步的，短路保护模块12与第二开关模块10之间设置有用于驱动第二开关模块10开启或闭合的驱动电路9；所述驱动电路9包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第一驱动IC U1、第二驱动IC U2、第三驱动IC U3、第四驱动IC U4、第五驱动IC U5、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39、第四十电阻R40、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第四十四电阻R44、第四十五电阻R45以及第四十六电阻R46；

其中，第一二极管D1负极电连接短路保护模块12，第一二级管D1正极电连接第一驱动IC第一输入端，第一驱动IC第一输出端经第三十七电阻R37电连接第二开关模块10，第一驱动IC第二输出端经第三十八电阻R38电连接第二开关模块10；第二二极管D2负极电连接短路保护模块12，第二二极管D2正极电连接第二驱动IC第一输入端，第二驱动IC第一输出端经第三十九电阻R39电连接第二开关模块10，第二驱动IC第二输出端经第四十电阻R40电连接第二开关模块10；第三二极管D3负极电连接短路保护模块12，第三二极管D3正极电连接第三驱动IC第一输入端，第三驱动IC第一输出端经第四十一电阻R41电连接第二开关模块10，第三驱动IC第二输出端经第四十二电阻R42电连接第二开关模块10；第四二极管D4负极电连接短路保护模块12，第四二极管D4正极电连接第四驱动IC第一输入端，第四驱动IC第一输出端经第四十三电阻R43电连接第二开关模块10，第四驱动IC第二输出端经第四十四电阻R44电连接第二开关模块10；第五二极管D5负极电连接短路保护模块12，第五二极管D5正极电连接第五驱动IC第一输入端，第五驱动IC第一输出端经第四十五电阻R45电连接第二开关模块10；第五驱动IC第二输出端经第四十六电阻R46电连接第二开关模块10。

如图7，原理如下：驱动电路9设置有五个驱动IC，每个驱动IC的运行原理一致。当某一个驱动IC出现故障时，其他未出现故障的驱动IC可以正常工作，保证第二开关模块10始终处于能正常工作的状态，使电池以及以及外部设备始终处于安全的状态。以第一驱动IC U1为例进行说明，正常情况下，MCU给第一驱动IC第一输入端输入高电平DD，给第一驱动IC U1第二输入端提供工作电压VCC，第一驱动IC即开始工作，驱动第二开关模块10处于闭合状态。非正常情况下，短路保护模块12输入一个低电平至驱动电路9，第一二级管负极为低电平，第一二极管D1正极电连接第一驱动IC的第一输入端，其正极为高电平状态。当第一二极管D1正极电压高于负极电压时，第一驱动IC U1的第一输入端电压瞬间被拉低与第一二极管D1负极电压一致，即第一驱动IC第一输入端此时为低电平。因此，第一驱动IC U1第一输入端无高电平时随即停止工作，则第一驱动IC第一输出端与第二输出端输出低电平信号。第二开关模块10无高电平输入随即处于断开状态，电池停止向外部设备提供电源，防止电池短路、过放以及被外部设备倒灌电流。

本实施例中，还设置有报警模块7，报警模块7为一显示屏，显示屏与MCU8报警信号输出端连接。当电池处于不正常状态时，MCU8输出报警信号至显示屏，显示屏随即显示出电池的故障原因。以显示屏实时显示电池的状态，提高电池使用的安全系数。

采用上述各个技术方案，本实用新型通过将多个电池组并联成一个整体，并对各个电池组实行分体式输入与输出，防止单个电池组出现故障而影响整个电池的使用，同时也能防止电池向外部输出电流时短路连接烧毁电池和外部机器，结构设计较简单，成本较低。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于，包括：至少两组的电池组，用于检测各电池组中各个电池的正极和负极之间电压并输出相应电压值的电池电压检测模块；用于各个电池输出短路时保护电池的短路保护模块；设于各电池组与外部充电输入之间的第一开关模块，所述第一开关模块包括若干与各电池组中各电池一一对应的开关元件；设于各电池组与电池外部输出之间的第二开关模块；一MCU，所述MCU用于接收所述电压值并根据电压值与电压预设值之间的关系分别输出第一控制信号、第二控制信号至所述第一开关模块和短路保护模块，并且，所述MCU还以控制各个电池组与外部充电输入之间的回路通断、及控制短路保护模块向第二开关模块输出第三控制信号以实现电池组与电池外部输出之间的回路通断；

其中，电池电压检测模块的电压值输出端与所述MCU的电压值输入端连接，MCU第一控制信号输出端与第一开关模块的第一控制信号输入端连接；MCU第二控制信号输出端与短路保护模块第二控制信号输入端连接；短路保护模块第三控制信号输出端与第二开关模块的第三控制信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述电池由第一电池组、第二电池组、第三电池组、第四电池组以及第五电池组并联组成。

3.根据权利要求1或2所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述电池电压检测模块包括第一电池组电压检测模块、第二电池组电压检测模块、第三电池组电压检测模块、第四电池组电压检测模块以及第五电池组电压检测模块。

4.根据权利要求3所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述第一电池组电压检测模块包括第一电池组保护IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一插座、第一三极管、第二三极管；

其中，第一电池组第一输出端经第一电池组保护IC电连接第一插座第一输入端，第一电池组第二输出端经第一电阻电连接第一插座第二输入端，第一插座第二输入端分别经第二电阻和第一电容接地；第一插座第一输出端经第三电阻电连接第一三极管基极，第一三极管集极电连接MCU第一输入端，第一三极管射极接地，第一三极管基极经第四电阻接地；第一插座第二输出端经第五电阻电连接第二三极管基极，第二三极管集极电连接MCU第二输入端，第二三极管射极接地，第二三极管基极经第六电阻接地。

5.根据权利要求3所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述第二电池组电压检测模块包括第二电池组保护IC、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容、第二插座、第三三极管、第四三极管；

其中，第二电池组第一输出端经第二电池组保护IC电连接第二插座第一输入端，第二电池组第二输出端经第七电阻电连接第二插座第二输入端，第二插座第二输入端分别经第八电阻和第二电容接地；第二插座第一输出端经第九电阻电连接第三三极管基极，第三三极管集极电连接MCU第三输入端，第三三极管射极接地，第三三极管基极经第十电阻接地；第二插座第二输出端经第十一电阻电连接第四三极管基极，第四三极管集极电连接MCU第四输入端，第四三极管射极接地，第四三极管基极经第六电阻接地。

6.根据权利要求3所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述第三电池组电压检测模块包括第三电池组保护IC、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第三电容、第三插座、第五三极管、第六三极管；

其中，第三电池组第一输出端经第三电池组保护IC电连接第三插座第一输入端，第三电池组第二输出端经第十三电阻电连接第三插座第二输入端，第三插座第二输入端分别经第十四电阻和第三电容接地；第三插座第一输出端经第十五电阻电连接第五三极管基极，第五三极管集极电连接MCU第五输入端，第五三极管射极接地，第五三极管基极经第十六电阻接地；第三插座第二输出端经第十七电阻电连接第六三极管基极，第六三极管集极电连接MCU第六输入端，第六三极管射极接地，第六三极管基极经第十八电阻接地。

7.根据权利要求3所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述第四电池组电压检测模块包括第四电池组保护IC、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第四电容、第四插座、第七三极管、第八三极管；

其中，第四电池组第一输出端经第四电池组保护IC电连接第四插座第一输入端，第四电池组第二输出端经第十九电阻电连接第四插座第二输入端，第四插座第二输入端分别经第二十电阻和第四电容接地；第四插座第一输出端经第二十一电阻电连接第七三极管基极，第七三极管集极电连接MCU第七输入端，第七三极管射极接地，第七三极管基极经第二十二电阻接地；第四插座第二输出端经第二十三电阻电连接第八三极管基极，第八三极管集极电连接MCU第八输入端，第八三极管射极接地，第八三极管基极经第二十四电阻接地。

8.根据权利要求3所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述第五电池组电压检测模块包括第五电池组保护IC、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第五电容、第五插座、第九三极管、第十三极管；

其中，第五电池组第一输出端经第五电池组保护IC电连接第五插座第一输入端，第五电池组第二输出端经第二十五电阻电连接第五插座第二输入端，第五插座第二输入端分别经第二十六电阻和第五电容接地；第五插座第一输出端经第二十七电阻电连接第九三极管基极，第九三极管集极电连接MCU第九输入端，第九三极管射极接地，第九三极管基极经第二十八电阻接地；第五插座第二输出端经第二十九电阻电连接第十三极管基极，第十三极管集极电连接MCU第十输入端，第十三极管射极接地，第十三极管基极经第三十电阻接地。

9.根据权利要求1所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述短路保护模块包括第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第十一三极管、第六MOS管、运放器；

其中，第三十一电阻第一端电连接MCU第二控制信号输出端，第二端电连接第十一三极管基极，第十一三极管集极电连接第三十三电阻第一端，第十一三极管射极接地，第十一三极管基极经过第三十二电阻接地，第三十三电阻第二端电连接第六MOS管第一输入端，第三十三电阻第二端经第三十四电阻电连接第六MOS管第二输入端，第六MOS管输出端经第三十五电阻电连接运放器同相输入端，电池外部输出负极经第三十六电阻电连接运放器反相输入端，运放器输出端电连接第二开关模块。

10.根据权利要求1所述的带智能保护装置的电池组分体式应急启动装置，其特征在于：所述短路保护模块与第二开关模块之间设置有用于驱动第二开关模块开启或闭合的驱动电路；所述驱动电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一驱动IC、第二驱动IC、第三驱动IC、第四驱动IC、第五驱动IC、第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻以及第四十六电阻；

其中，第一二极管负极电连接短路保护模块，第一二级管正极电连接第一驱动IC第一输入端，第一驱动IC第一输出端经第三十七电阻电连接第二开关模块，第一驱动IC第二输出端经第三十八电阻电连接第二开关模块；第二二极管负极电连接短路保护模块，第二二极管正极电连接第二驱动IC第一输入端，第二驱动IC第一输出端经第三十九电阻电连接第二开关模块，第二驱动IC第二输出端经第四十电阻电连接第二开关模块；第三二极管负极电连接短路保护模块，第三二极管正极电连接第三驱动IC第一输入端，第三驱动IC第一输出端经第四十一电阻电连接第二开关模块，第三驱动IC第二输出端经第四十二电阻电连接第二开关模块；第四二极管负极电连接短路保护模块，第四二极管正极电连接第四驱动IC第一输入端，第四驱动IC第一输出端经第四十三电阻电连接第二开关模块，第四驱动IC第二输出端经第四十四电阻电连接第二开关模块；第五二极管负极电连接短路保护模块，第五二极管正极电连接第五驱动IC第一输入端，第五驱动IC第一输出端经第四十五电阻电连接第二开关模块；第五驱动IC第二输出端经第四十六电阻电连接第二开关模块。