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汽车应急启动电源是什么

一纸荒凉。 2 2020-10-12 电源汽车电池 我要评论()

汽车应急启动电源是给驾车出行爱车人士和商务人士所开发出来的一款多功能便携式移动电源。它的特色功能是用于汽车亏电或者其他原因无法启动汽车的时候能启动汽车,同时将充气泵与应急电源、户外照明等功能结合起来,是户外出行必备的产品之一。

汽车应急启动电源是给驾车出行爱车人士和商务人士所开发出来的一款多功能便携式移动电源。它的特色功能是用于汽车亏电或者其他原因无法启动汽车的时候能启动汽车,同时将充气泵与应急电源、户外照明等功能结合起来,是户外出行必备的产品之一。

汽车应急启动电源是什么

汽车应急启动电源设计理念为易操作、方便携带,同时能够应对各种紧急情况。目前市面上的汽车应急启动电源主要为两种,一种是铅酸蓄电池类的,另一种是锂聚合物类的。

铅酸蓄电池类的汽车应急启动电源较为传统,采用的是免维护式铅酸蓄电池,质量和体积都较大,相应的电池容量、启动电流等也会比较大。这类产品一般会配备有充气泵,同时还有过流、过载、过充以及反接指示保护等功能,可以给各类电子产品充电,部分产品还具有逆变器等功能。

锂聚合物类的汽车应急启动电源较为新潮,是最近出现的产品,质量轻、体积小巧,可一手掌握。这类产品一般不配备充气泵,具有过充关断功能,而且照明功能较为强大,可以为各类电子产品供电。这类产品的照明灯一般都具有爆闪或者 SOS 远程 LED 救援信号灯功能,比较实用。

生活应用

汽车:铅酸蓄电池类启动汽车电流有许多种,大致范围在 350—1000 安培,锂聚合物类启动汽车最大电流应该有 300-400 安培。为了提供方便,汽车应急启动电源设计紧凑,便携耐用,是爱车应急启动的好帮手,可以为大多数车辆和少量船只提供辅助启动电源,也可以作为便携 12V 直流电源,以备在离车之地或紧急之时使用。

笔记本:多功能的汽车应急启动电源带有 19V 电压输出,可以提供笔记本稳定的电源电压,保证部分商务人士外出笔记本电池续航功能降低影响工作的情况,一般来说 12000 毫安聚合物电芯应该可以给笔记本提供 240 分钟的续航时间。

手机:汽车启动电源还配备有 5V 的电源输出,更多支持手机、PAD、MP3 等多种娱乐设备续航供电。

充气:配备有充气泵和三种气嘴,可以为汽车轮胎、充气阀、各种球类充气。

种类及特点

目前世界上用作应急启动电源的主要有下列几类,不过不管是哪类,都对放电倍率有较高要求。例如:电动自行车的铅酸电瓶和手机充电宝的锂电池的电流就远远不够用于启动汽车。

1、铅酸类:

a、传统平板铅酸蓄电池:优点是价格便宜、粗放耐用、高温安全;缺点是体积笨重、频繁充电维护、稀硫酸易漏液或干涸失效、低温 0℃以下无法使用。

b、卷绕电池:优点是价格便宜、小巧便携、高温安全、低温-10℃以下能使用、维护简单,寿命长;缺点是相对锂电池体积重量较大、功能较锂电池少。

2、锂离子类:

a、聚合物钴酸锂电池:优点是小巧、美观、多功能、便携、待机时间长;缺点是高温会爆炸,低温无法使用、保护线路复杂、不能过载、容量小、优质品价格昂贵。

b、磷酸铁锂电池:优点是小巧便携、美观、待机时间长、寿命长、比聚合物电池更耐高温,低温-10℃以下能使用;缺点是高温 70℃以上不安全,保护线路复杂、容量较卷绕电池小、价格比聚合物电池昂贵。

3、电容类:

超级电容:优点小巧便携、放电电流极大、充电迅速、寿命超长;缺点是高温 70℃以上不安全,保护线路复杂、容量最小、价格极为昂贵。

产品特征

1、汽车应急启动电源可以给所有 12V 电瓶输出的汽车打火,但不同排量汽车适用产品范围会有所不同,能够提供野外应急救援等方面的服务;

2、标配 LED 超亮白灯,闪变警示灯,和 SOS 信号灯,出行旅游好帮手;

3、汽车应急启动电源不仅支持汽车应急启动,还支持多种输出,有 5V 输出(支持各类手机等移动产品),12V 输出(支持路由器等产品),19V 输出(支持绝大部分笔记本电脑产品),增加了生活的广泛应用;

4、汽车应急启动电源内置免维护铅酸蓄电池,同时也有高性能聚合物锂离子电池,可供选择范围多;

5、锂离子聚合物类汽车应急启动启动电源使用寿命长,充放电循环可以到 500 次以上,充满电(电量显示 5 格)可以启动汽车 20 次(作者使用这款,并非代表所有品牌);

6、铅酸蓄电池类应急启动电源配备充气泵,压强为 120PSI(图片款),可以方便充气。

7、特别说明:锂离子聚合物类应急启动电源电量显示需在 3 格以上才可以给汽车打火,以免烧坏汽车应急启动电源主机。记得充电就是了。

操作说明

1、将手动刹车拉起,离合放置在空档,检查启动器开关,应处在 OFF 档。

2、应急启动器请放置在平稳的地面或是非移动的平台,远离发动机及皮带。

3、将“应急启动器”红色正极夹(+)连接到缺电的电瓶正极。并确保连接牢固。

4、将“应急启动器”黑色辅机夹(-)连接汽车的接地柱,并且确保连接牢固。

5、检查连接的正确性和牢固性。

6、启动汽车(不超过 5 秒),如果一次启动没有成功,请间隔 5 秒以上。

7、成功后从接地柱将负极夹取下。

8、将“应急启动器”(俗称“过江龙”)红色正极夹从电池正极取下。

9、电池使用用完毕,请充电。

启动电源充电

充电请使用随机的专用电器进行充电。在初次使用前,请对本机进行充电 12 小时,锂离子聚合物电池平时一般 4 个小时可以充满,并非像以前说的充的越久越好。免维护铅酸蓄电池根据产品容量的不同,需充电的时间也有所不同,但充电时常相较锂聚合物电池长。

锂聚合物类充电步骤:

1、将随机附送的充电连线母头插入“应急启动器”充电连接口,并确认牢固。

2、将充电连接线,另一端插入市电插座,并确认牢固。(220V)

3、此时充电指示灯会点亮,表示充电正在进行。

4、充电完成后,指示灯关掉,静置 1 小时,检测电池电压达到要求,即表示充满。

5、充电时长不要大于 24 小时。

免维护铅酸蓄电池类充电步骤:

1、将随机附送的充电连线母头插入“应急启动器”充电连接口,并确认牢固。

2、将充电连接线,另一端插入市电插座,并确认牢固。(220V)

3、此时充电指示灯会点亮,表示充电正在进行。

4、待到指示灯绿灯亮之后,表示充电完成。

5、首次使用,建议长时间充电。

循环使用

为了达到汽车启动电源的最大使用寿命,建议在任何时候都将本机保持充满状态,如果电源不保持充满状态,电源的寿命会有所缩短,如果不使用,请保证每 3 个月充放电一次。

基本原则

多数汽车的电源架构在设计时都要遵循最基本的原则,但不是每个设计师都对这些原则有很透彻的了解。以下是汽车电源架构在设计时需要遵循的六项基本原则。

1、输入电压 VIN 范围:12V 电池电压的瞬变范围决定了电源转换 IC 的输入电压范围

典型的汽车电池电压范围为 9V 至 16V,发动机关闭时,汽车电池的标称电压为 12V;发动机工作时,电池电压在 14.4V 左右。但是,不同条件下,瞬态 电压也可能达到±100V。ISO7637-1 行业标准定义了汽车电池的电压波动范围。图 1 和图 2 所示波形即为 ISO7637 标准给出的部分波形,图中显示了高压汽车电源转换器需要满足的临界条件。除了 ISO7637-1,还有一些针对燃气发动机定义的电池工作范围和环境。大多数新的规范是由不同的 OEM 厂商提出的,不一定遵循行业标准。但是,任何新标准都要求系统具有过压和欠压保护。

2、散热考虑:散热需要根据 DC-DC 转换器的最低效率进行设计

空气流通较差甚至没有空 气流通的应用场合,如果环境温度较高(> 30°C),外壳存在热源(> 1W),设备会迅速发热(> 85°C)。例如,大多数音频放大器需要安装在散热片上,并需要提供良好的空气流通条件以耗散热量。另外,PCB 材料和一定的覆铜区域有助于提高热传导效 率,从而达到最佳的散热条件。如果不使用散热片,封装上的裸焊盘的散热能力限制在 2W 至 3W (85°C)。随着环境温度升高,散热能力会明显降低。

将电池电压转换成低压(例如:3.3V)输出时,线性稳压器将损耗 75%的输入功率,效率极低。为了提供 1W 的输出功率,将会有 3W 的功率作为热量消耗 掉。受环境温度和管壳/结热阻的限制,将会明显降低 1W 最大输出功率。对于大多数高压 DC-DC 转换器,输出电流在 150mA 至 200mA 范围时,LDO 能够提供较高的性价比。  将电池电压转换成低压(例如:3.3V),功率达到 3W 时,需要选择高端开关型转换器,这种转换器可以提供 30W 以上的输出功率。这也正是汽车电源制造商通常选用开关电源方案,而排斥基于 LDO 的传统架构的原因。  3、静态工作电流(IQ)及关断电流(ISD)

随着汽车中电子控制单元(ECU)数量的快速增长,从汽车电池消耗的总电流也不断增长。即使当发动机关闭并且电池电量耗尽时,有些 ECU 单元仍然保持工 作。为了保证静态工作电流 IQ 在可控范围内,大多数 OEM 厂商开始对每个 ECU 的 IQ 加以限制。例如欧盟提出的要求是:100μA/ECU。绝大多数欧盟 汽车标准规定 ECU 的 IQ 典型值低于 100μA。始终保持工作状态的器件,例如:CAN 收发器、实时时钟和微控制器的电流损耗是 ECU IQ 的主要考虑因素,电源设计需要考虑最小 IQ 预算。  4、成本控制:OEM 厂商对于成本和规格的折中是影响电源材料清单的重要因素

对于大批量生产的产品,成本是设计中需要考虑的重要因素。PCB 类型、散热能力、允许选择的封装及其它设计约束条件实际受限于特定项目的预算。例如,使用 4 层板 FR4 和单层板 CM3,PCB 的散热能力就会有很大差异。  项目预算还会导致另一制约条件,用户能够接受更高成本的 ECU,但不会花费时间和金钱用于改造传统的电源设计。对于一些成本很高的新的开发平台,设计人员只是简单地对未经优化的传统电源设计进行一些简单修整。

5、位置/布局:在电源设计中 PCB 和元件布局会限制电源的整体性能

结构设计、电路板布局、噪声灵敏度、多层板的互连问题以及其它布板限制都会制约高芯片集成电源的设计。而利用负载点电源产生所有必要的电源也会导致高成本,将众多元件集于单一芯片并不理想。电源设计人员需要根据具体的项目需求平衡整体的系统性能、机械限制和成本。  6、电磁辐射

随时间变化的电场会产生电磁辐射,辐射强度取决于场的频率和幅度,一个工作电路所产生的电磁干扰会直接影响另一电路。例如,无线电频道的干扰可能导致安全气囊的误动作,为了避免这些负面影响,OEM 厂商针对 ECU 单元制定了最大电磁辐射限制。  为保持电磁辐射(EMI)在受控范围内,DC-DC 转换器的类型、拓扑结构、外围元件选择、电路板布局及屏蔽都非常重要。经过多年的积累,电源 IC 设计者研究出了各种限制 EMI 的技术。外部时钟同步、高于 AM 调制频段的工作频率、内置 MOSFET、软开关技术、扩频技术等都是近年推出的 EMI 抑制方案。

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