一种应急启动电源及其监控方法与流程

本技术涉及电源，尤其是涉及一种应急启动电源及其监控方法。

背景技术：

1、应急启动电源是一种多功能便携式移动电源，主要用途是在汽车、游艇等设备因亏电或其他原因无法启动时提供紧急启动能力，它集成了多种实用功能，如充气泵和应急照明，是户外出行和紧急情况下的得力助手。

2、目前市面上的应急启动电源多采用三元陪率电池直出的方式，无防反接和使用监测功能，在使用应急启动电源给外部设备打火成功后，外部设备容易存在反向充电，以致容易损坏应急启动电源的电池电芯，存在降低应急启动电源的电池电芯的使用寿命的缺陷，因而存在改善的空间。

技术实现思路

1、为了提高应急启动电源的电池电芯的使用寿命，对应急启动电源进行使用监测，本技术提供一种应急启动电源及其监控方法。

2、第一方面，本技术的发明目的采用如下技术方案实现：

3、一种应急启动电源，包括：启动电源主体和主控制模块；所述启动电源主体包括多串聚合物电芯；

4、所述主控制模块与所述多串聚合物电芯之间连接有多路打火防反接控制模块；

5、所述主控制模块在检测到所述启动电源主体与外部待打火设备连接时，检测所述多串聚合物电芯的剩余电量，并采集用户对所述启动电源主体的按钮按压操作信息，确定所述启动电源主体的当前电池状态和打火功能模式；所述打火动能模式包括正常打火模式、强制打火模式和打火功能失效模式；

6、在所述启动电源主体处于正常打火模式或强制打火模式时，基于所述启动电源主体的当前电池状态和打火功能模式，输出当前的电池状态指示信息，并在预设的等待时长内，获取所述启动电源主体与外部待打火设备之间的电能供电信号；所述多路打火防反接控制模块在获取到所述电能供电信号时，开启预设的打火等待时长倒计时，在所述打火等待时长倒计时完成时，所述多路打火防反接控制模块输出打火控制信号控制所述启动电源主体和所述外部待打火设备断开；

7、所述主控制模块在所述启动电源主体处于打火功能失效模式时，输出打火失效预警信号。

8、通过采用上述技术方案，本技术提供了一种具备检测启动电源主体的电池荷电状态（soc）、检测电池所处的控制状态和检测用户在打火过程中的打火操作并及时切换处于打火防反接状态的应急启动电源；本技术采用的多串聚合物电芯为高倍率大容量电芯，有利于提高应急启动电源的电池储电量和使用寿命；具体地，在使用应急启动电源给外部待打火设备（如汽车、摩托车、游艇等）进行应急打火时，先检测启动电源主体的多串聚合物电芯的剩余电量状态，以判断应急启动电源能否提供应急打火操作，并根据检测得到的用户对应急启动电源的控制按钮的按钮按压操作信息，确定启动电源主体所处的打火功能模式；

9、在实际应用时，应急启动电源可能存在3种打火动能模式的情形：即正常打火模式、强制打火模式和打火功能失效模式；在启动电源主体处于正常打火模式或强制打火模式时，表征应急启动电源能够提供打火应急操作，此时在预设的等待时长内，获取启动电源主体与外部待打火的打火启动电流、得到电能供电信号，并在检测到电能供电信号的同时开始打火等待时长倒计时，在倒计时完成后，使启动电源主体和外部待打火设备立即断开，以控制应急启动电源处于打火防反接状态，使得应急启动电源具有防反接保护功能；且应急启动电源在检测到自身的剩余荷电量过低，处于打火功能失效模式时，及时输出打火失效预警信号，以在应急启动电源因长时间的闲置不使用导致电量过低时，及时进行充电或预充电，有效保障应急启动电源在管件时刻能够具备足够的电量，本技术实现了对应急启动电源的使用状态检测和电源状态监控的功能，达到了提高应急启动电源的电池电芯的使用寿命，对应急启动电源进行使用监测的目的。

10、本技术在一较佳示例中：所述电能供电信号包括打火放电信号；所述主控制模块在获取到所述电能供电信号之后，还包括：

11、在检测到所述电能供电信号为打火放电信号时，所述主控制模块将打火放电信号分别与预设的第一打火放电阈值信号、预设的第二打火放电阈值信号进行比较；

12、在识别到所述打火放电信号大于所述第一打火放电阈值信号且持续时间超过预设的第一打火放电时长阈值时，所述多路打火防反接控制模块输出打火控制信号，且所述主控制模块输出第一打火放电保护信号；

13、在识别到所述打火放电信号大于所述第二打火放电阈值信号且持续时间超过预设的第二打火放电时长阈值时，所述多路打火防反接控制模块输出打火控制信号，且所述主控制模块输出第二打火放电保护信号；

14、其中，所述第一打火放电阈值信号小于所述第二打火放电阈值信号，所述第一打火放电时长阈值小于所述打火等待时长。

15、通过采用上述技术方案，在使用应急启动电源给外部待打火设备进行放电打火时，主控制模块实时检测打火放电信号的大小并提供打火放电保护功能，通过将实时检测的打火放电信号与第一打火放电阈值信号、第二打火放电阈值信号进行比较，以判断是否输出打火控制信号，以通过打火控制信号控制启动电源主体和外部待打火设备断开，在识别到所述打火放电信号大于第一打火放电阈值信号且持续时间超过第一打火放电时长阈值时，主控制模块还输出第一打火放电保护信号，以对当前的应急启动电源的打火保护状态进行显示，还在识别到打火放电信号大于第二打火放电阈值信号且持续时间超过第二打火放电时长阈值时输出第二打火放电保护信号，以对不同的打火保护状态进行区分显示，提高对应急启动电源的检测和控制保护效果。

16、本技术在一较佳示例中：所述电能供电信号还包括打火回充电信号，所述在获取到所述电能供电信号之后，所述主控制模块还包括：

17、在检测到所述电能供电信号为打火回充电信号时，所述主控制模块将打火回充电信号与预设的打火回充电阈值信号进行比较；

18、在识别到所述打火回充电信号大于所述打火回充电阈值信号且持续时间超过预设的打火回充电时长阈值时，所述多路打火防反接控制模块输出打火控制信号，所述主控制模块输出打火回充电信号；

19、其中，所述打火回充电时长阈值小于所述第一打火放电时长阈值。

20、通过采用上述技术方案，主控制模块通过对打火回充电信号的识别和控制，以提供打火防反接功能，有利于对多串聚合物电芯提供打火保护功能，有利于对打火时的异常的打火回充电流（指打火回充电信号）进行检测和截断。

21、本技术在一较佳示例中：还包括具有充电、放电功能的双向type-c接口和用于检测所述启动电源主体的温度的温度检测模块，所述双向type-c接口均与所述启动电源主体和主控制模块连接；

22、在所述双向type-c接口连接外部供电电源进行充电时，所述主控制模块实时检测所述多串聚合物电芯的当前电量，得到充电电量检测信号，在所述充电电量检测信号大于预设的额定电压信号后，控制所述多串聚合物电芯与外部供电电源断开连接；继续检测所述多串聚合物电芯的下降电压量，当识别到所述下降电压量满足电池返充条件时，控制所述多串聚合物电芯与外部供电电源连接进行返充充电；

23、在所述双向type-c接口给外部设备放电时，所述主控制模块将所述多串聚合物电芯的剩余电量与预设的放电低压阈值进行比较，在所述多串聚合物电芯的剩余电量小于预设的放电低压阈值时，控制所述多串聚合物电芯停止放电；

24、所述主控制模块在识别到所述双向type-c接口和所述启动电源主体均处于空闲状态时，开始低功耗时间倒计时，在低功耗时间倒计时完成时，所述主控制模块切换处于低功耗模式；

25、所述主控制模块在所述温度检测模块的温度检测信号小于温度最低阈值信号或大于所述温度最高阈值信号时，控制所述启动电源主体停止进行充放电。

26、通过采用上述技术方案，应急启动电源具备充电检测、充电保护功能、还具备放电检测和放电保护功能；在双向type-c接口连接外部供电电源进行充电时，主控制模块实时检测多串聚合物电芯的当前电量，并将检测到的充电电量检测信号预设的额定电压信号进行比较，以在多串聚合物电芯充电饱和后（即充电电量检测信号大于预设的额定电压信号），控制多串聚合物电芯与外部供电电源断开连接；且在断开连接后，当双向type-c接口与外部供电电源仍保持连接时，持续检测多串聚合物电芯在此期间的电压下降情况，并在多串聚合物电芯的下降电压量到一定数值时，控制多串聚合物电芯与外部供电电源恢复连接，以进行返充充电；进一步地，在双向type-c接口给外部设备放电，还对多串聚合物电芯提供低电量断电保护，有利于延长应急启动电源的使用寿命，便于对应急启动电源进行保养维护，即在多串聚合物电芯的剩余电量小于放电低压阈值时，控制多串聚合物电芯停止放电，进一步地，当应急启动电源处于空闲状态时，主控制模块启动低功耗时间倒计时，并在倒计时完成后切换处于低功耗模式，以降低对多串聚合物电芯的电量损坏，延长应急启动电源的空置等待时长，提高用户使用体验感。

27、本技术在一较佳示例中：所述主控制模块包括主控制芯片和电池保护芯片，所述主控制芯片与所述电池保护芯片的电池充放电管理端连接；所述电池保护芯片的电压驱动端与所述多串聚合物电芯连接，所述电池保护芯片的电流检测端与所述双向type-c接口连接；

28、所述主控制芯片的型号为ip2366；所述多路打火防反接控制模块包括设有多路触点控制开关的多路防反接控制继电器，所述多路防反接控制继电器的线圈分别设于所述多串聚合物电芯和所述电池保护芯片的电源电压工作端、电池充放电管理端之间；所述多路防反接控制继电器的多路触点控制开关设于所述多串聚合物电芯的正极和负极之间。

29、通过采用上述技术方案，电池保护芯片用于为主控制芯片提供过充保护和过放保护，以实现对多串聚合物电芯的电池状态检测、电池性能优化，安全保护等功能。通过多路防反接控制继电器对多串聚合物电芯的进行打火防反接电路的电路连接状态控制，操作较便捷。

30、第二方面，本技术的发明目的采用如下技术方案实现：

31、一种应急启动电源的监控方法，应用于如上所述的一种应急启动电源，方法包括：

32、通过所述主控制模块检测启动电源主体与外部待打火设备的连接状态，并采集用户的按压按压操作信息，确定所述启动电源主体的当前电池状态和当前的打火功能模式；

33、基于所述当前电池状态和打火功能模式，输出电池状态指示信息或打火失效预警信号；

34、在使用应急启动电源进行打火时，在预设的等待时长内，获取电能供电信号；在获取到电能供电信号时，开始预设的打火等待时长倒计时，在打火等待时长倒计时完成时控制所述启动电源主体和所述外部待打火设备断开。

35、通过采用上述技术方案，在实际应用时，应急启动电源可能存在3种打火动能模式的情形：即正常打火模式、强制打火模式和打火功能失效模式；在启动电源主体处于正常打火模式或强制打火模式时，表征应急启动电源能够提供打火应急操作，此时在预设的等待时长内，获取启动电源主体与外部待打火的打火启动电流、得到电能供电信号，并在检测到电能供电信号的同时开始打火等待时长倒计时，在倒计时完成后，使启动电源主体和外部待打火设备立即断开，以控制应急启动电源处于打火防反接状态，使得应急启动电源具有防反接保护功能；且应急启动电源在检测到自身的剩余荷电量过低，处于打火功能失效模式时，及时输出打火失效预警信号，以在应急启动电源因长时间的闲置不使用导致电量过低时，及时进行充电或预充电，有效保障应急启动电源在管件时刻能够具备足够的电量，本技术实现了对应急启动电源的使用状态检测和电源状态监控的功能，达到了提高应急启动电源的电池电芯的使用寿命，对应急启动电源进行使用监测的目的。

36、本技术在一较佳示例中：所述方法还包括：

37、获取所述多串聚合物电芯在空闲放置过程中的历史电压变化数据，并基于所述历史电压变化数据对应划分得到所述多串聚合物电芯的多个电压阶段区间；

38、基于多个所述电压阶段区间确定所述多串聚合物电芯在空闲放置时的多个电压检测时间点和历史电压参考值；

39、在所述多串聚合物电芯处于空闲状态时，基于多个所述电压检测时间点检测所述多串聚合物电芯的剩余电量；

40、在完成预设的电压检测次数后，各个电压阶段区间的所述历史电压参考值基于所述电压检测次数得到的多个电压检测值进行计算并更新。

41、通过采用上述技术方案，在实际使用时，应急启动电源大多处于空间放置状态，而为了对应急启动电源的电量状态进行有效检测和及时充电，以便于在紧急需要使用时，应急启动电源留有充足电量、处于正常打火模式；本技术基于多串聚合物电芯在空闲放置过程中的历史电压变化数据，划分多个不同的电压阶段区间，如对应于电池放电过程中的开放电路电压阶段、平台阶段、极化阶段和放电结束阶段，并对应每个电压阶段区间设立历史电压参考值，通过在各个电压阶段区间的当前电压与历史电压参考值的比对，判断应急启动电源的电池性能下降情况，并根据应急启动电源的电池性能及时更新历史电压参考值，即本技术在完成固定的次数的电压检测次数后，基于该固定次数检测得到的各个电压阶段区间的电压检测值进行计算，得到最新的历史电压参考值，如固定次数设置为5次，每隔5次检测完成后，基于这次检测得到的电压检测值的平均值，确定各个电压阶段区间的历史电压参考值，并进行更新，以提高聚合物电芯在空闲放置过程中的检测效率和检测准确度。

42、本技术在一较佳示例中：所述方法还包括：用于给应急启动电源提供恒温保护的恒温保护套和用于检测所述应急启动电源的温度的温度检测模块，所述恒温保护套包裹应急启动电源；

43、在所述温度检测模块的温度检测信号小于温度最低阈值信号时，控制所述恒温保护套切换处于高温模式，以提高所述恒温保护套的温度；

44、在所述温度检测模块的温度检测信号大于温度最高阈值信号时，控制所述恒温保护套切换处于低温模式，以降低所述恒温保护套的温度。

45、通过采用上述技术方案，应急启动电源具备高温保护和低温保护功能，以便于对应急启动电源进行温度控制和电池维护。

46、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

47、1. 在实际应用时，应急启动电源可能存在3种打火动能模式的情形：即正常打火模式、强制打火模式和打火功能失效模式；在启动电源主体处于正常打火模式或强制打火模式时，表征应急启动电源能够提供打火应急操作，此时在预设的等待时长内，获取启动电源主体与外部待打火的打火启动电流、得到电能供电信号，并在检测到电能供电信号的同时开始打火等待时长倒计时，在倒计时完成后，使启动电源主体和外部待打火设备立即断开，以控制应急启动电源处于打火防反接状态，使得应急启动电源具有防反接保护功能；且应急启动电源在检测到自身的剩余荷电量过低，处于打火功能失效模式时，及时输出打火失效预警信号，以在应急启动电源因长时间的闲置不使用导致电量过低时，及时进行充电或预充电，有效保障应急启动电源在管件时刻能够具备足够的电量，本技术实现了对应急启动电源的使用状态检测和电源状态监控的功能，达到了提高应急启动电源的电池电芯的使用寿命，对应急启动电源进行使用监测的目的；

48、2. 通过采用上述技术方案，在实际应用时，应急启动电源可能存在3种打火动能模式的情形：即正常打火模式、强制打火模式和打火功能失效模式；在启动电源主体处于正常打火模式或强制打火模式时，表征应急启动电源能够提供打火应急操作，此时在预设的等待时长内，获取启动电源主体与外部待打火的打火启动电流、得到电能供电信号，并在检测到电能供电信号的同时开始打火等待时长倒计时，在倒计时完成后，使启动电源主体和外部待打火设备立即断开，以控制应急启动电源处于打火防反接状态，使得应急启动电源具有防反接保护功能；且应急启动电源在检测到自身的剩余荷电量过低，处于打火功能失效模式时，及时输出打火失效预警信号，以在应急启动电源因长时间的闲置不使用导致电量过低时，及时进行充电或预充电，有效保障应急启动电源在管件时刻能够具备足够的电量，本技术实现了对应急启动电源的使用状态检测和电源状态监控的功能，达到了提高应急启动电源的电池电芯的使用寿命，对应急启动电源进行使用监测的目的；

49、3. 应急启动电源具备高温保护和低温保护功能，以便于对应急启动电源进行温度控制和电池维护。