本發(fā)明涉及汽車緊急救援啟動裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電壓切換輸出裝置及方法。

背景技術(shù)：

為了使靜止的發(fā)動機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)曲軸，使活塞開始上下運動，氣缸內(nèi)吸入可燃混合氣，然后依次進(jìn)入后續(xù)的工作循環(huán)，所依靠的外力來啟動靜止的發(fā)動機(jī)就是發(fā)動機(jī)啟動系統(tǒng)產(chǎn)生的。

目前幾乎所有汽車的發(fā)動機(jī)啟動系統(tǒng)均采用電力起動機(jī)來實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的啟動，而電力起動機(jī)的電力來源就是汽車的電瓶?；谝恍┣闆r，例如駕駛員停車后忘記關(guān)閉電源，而把汽車電瓶的電力消耗至無法發(fā)動電力起動機(jī)的低電量時，便需要緊急救援起動器，以通過緊急救援起動器重新起動汽車的電力起動機(jī)。然而汽車的電力起動機(jī)的工作電壓可分為兩種類型，例如：12v和24v。因此，使用緊急救援起動器時，需要首先去確定工作電壓是12v還是24v，以便于緊急救援起動器配合輸出匹配的電壓值來實現(xiàn)重新起動汽車的電力起動機(jī)。但確定工作電壓是12v還是24v時，無疑浪費了汽車的救援時間，降低了汽車的救援效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電壓切換輸出裝置及方法，以改善上述缺陷。

本發(fā)明的實施例通過以下方式實現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種電壓切換輸出裝置，所述電壓切換輸出裝置包括：至少兩個電池、輸出切換模塊和主控模塊。每個所述電池均和相鄰的所述電池串聯(lián)構(gòu)成電池組，所述電池組的正極與所述輸出切換模塊耦合，所述輸出切換模塊用于耦合外部負(fù)載的正極，所述電池組的負(fù)極用于耦合所述外部負(fù)載的負(fù)極，所述主控模塊與所述輸出切換模塊耦合，所述主控模塊用于分別耦合所述外部負(fù)載的正極和負(fù)極。所述主控模塊，用于判斷所述外部負(fù)載的匹配電壓為第一電壓或第二電壓，當(dāng)為所述第一電壓，控制所述輸出切換模塊的輸出由所述電池組獲取的所述第一電壓至所述外部負(fù)載，當(dāng)為所述第二電壓，控制所述輸出切換模塊將由所述電池組獲取的所述第一電壓降壓為所述第二電壓，以使所述輸出切換模塊將所述第二電壓輸出至所述外部負(fù)載。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種電壓切換輸出方法，所述電壓切換輸出方法應(yīng)用于所述的電壓切換輸出裝置的主控模塊。所述電壓切換輸出方法包括：獲取外部負(fù)載的匹配電壓；判斷所述外部負(fù)載的匹配電壓為第一電壓或第二電壓，當(dāng)為所述第一電壓，控制輸出切換模塊的輸出由電池組獲取的所述第一電壓至所述外部負(fù)載，當(dāng)為所述第二電壓，控制所述輸出切換模塊將由所述電池組獲取的所述第一電壓降壓為所述第二電壓，以使所述輸出切換模塊將所述第二電壓輸出至所述外部負(fù)載。

本發(fā)明實施例的有益效果是：

主控模塊通過自動判斷外部負(fù)載的匹配電壓是第一電壓或第二電壓。當(dāng)判定匹配電壓是第一電壓時，主控模塊便控制輸出切換模塊直接輸出由電池組獲取的第一電壓至外部負(fù)載。而當(dāng)判定匹配電壓是第二電壓時，主控模塊便控制輸出切換模塊將由電池組獲取的第一電壓降壓為第二電壓，以使輸出切換模塊將第二電壓輸出至外部負(fù)載。通過主控模塊自動判斷和控制輸出，電壓切換輸出裝置可直接耦合到汽車的電力起動機(jī)來實現(xiàn)重啟電力起動機(jī)，使得汽車的救援時間進(jìn)一步縮短，增加了汽車的救援效率。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明實施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種電壓切換輸出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2示出了本發(fā)明實施例提供的一種電壓切換輸出裝置的第一結(jié)構(gòu)框圖；

圖3示出了本發(fā)明實施例提供的一種電壓切換輸出裝置的第二結(jié)構(gòu)框圖；

圖4示出了本發(fā)明實施例提供的一種電壓切換輸出裝置的第三結(jié)構(gòu)框圖；

圖5出了本發(fā)明實施例提供的一種電壓切換輸出方法的流程圖

圖標(biāo)：10-電壓切換輸出系統(tǒng)；11-外部負(fù)載；100-電壓切換輸出裝置；110-電池組；111-第一電池；112-第二電池；120-電池管理模塊；121-第一電池管理單元；122-第二電池管理單元；130-主控模塊；140-輸出切換模塊；141-直流降壓器；150-保護(hù)模塊。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”、“耦合”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

請參閱圖1，本發(fā)明的第一實施例提供了一種電壓切換輸出系統(tǒng)10，該電壓切換輸出系統(tǒng)10包括：電壓切換輸出裝置100和外部負(fù)載11。

電壓切換輸出裝置100用于通過耦合外部負(fù)載11，來判斷該外部負(fù)載11的適配電壓為第一電壓還是第二電壓。其中，第一電壓可以為24v，第二電壓可以為12v，應(yīng)當(dāng)理解到，本實施例中的第一電壓為24v和第二電壓為12v為本發(fā)明的一種實施方式，并不作為對本發(fā)明的限定。當(dāng)電壓切換輸出裝置100判定外部負(fù)載11適配第一電壓時，則輸出適配的第一電壓至該外部負(fù)載11，當(dāng)電壓切換輸出裝置100判定外部負(fù)載11適配第二電壓時，則輸出適配的第二電壓至該外部負(fù)載11。

外部負(fù)載11可以為汽車的電力起動機(jī)。本實施例中，外部負(fù)載11根據(jù)實際型號的不同，所適配電壓可以為第一電壓或第二電壓。當(dāng)汽車的電瓶的電壓過低，無法啟動外部負(fù)載11時，外部負(fù)載11的正極和負(fù)極通過與電壓切換輸出裝置100耦合，以獲取適配自身的第一電壓或第二電壓，進(jìn)而實現(xiàn)重新啟動。

請參閱圖2，本發(fā)明的第二實施例提供了一種電壓切換輸出裝置100，該電壓切換輸出裝置100包括：電池組110、電池管理模塊120、主控模塊130、輸出切換模塊140和保護(hù)模塊150。

電池組110用于存儲電能，并將存儲的電能以第一電壓輸出至輸出切換模塊140。

電池管理模塊120用于穩(wěn)定電池組110的輸出電壓。

主控模塊130用于判斷外部負(fù)載11的匹配電壓為第一電壓或第二電壓，當(dāng)為第一電壓，控制輸出切換模塊140的輸出由電池組110獲取的第一電壓，當(dāng)為第二電壓，控制輸出切換模塊140將由電池組110獲取的第一電壓降壓為第二電壓。

輸出切換模塊140用于根據(jù)主控模塊130的控制，將獲取的第一電壓通過保護(hù)模塊150直接輸出至外部負(fù)載11，或根據(jù)主控模塊130的控制，將獲取的第一電壓降壓為第二電壓，并也將第一電壓通過保護(hù)模塊150輸出至外部負(fù)載11。

保護(hù)模塊150用于對電壓切換輸出裝置100進(jìn)行過壓、欠壓、短路和過溫保護(hù)。

請參閱圖3，電池組110的正極與輸出切換模塊140耦合，而電池組110的負(fù)極用于耦合外部負(fù)載11的負(fù)極。本實施例中，電池組110由至少兩個電池構(gòu)成，每個所述電池均和相鄰的電池串聯(lián)構(gòu)成電池組110。

作為一種實施方式，為便于本發(fā)明的實施，電池的數(shù)量可以為兩個，兩個電池組110分別為第一電池111和第二電池112。第一電池111和第二電池112均為型號相同的鋰電池，且第一電池111和第二電池112均輸出12v的電壓。第一電池111的負(fù)極與第二電池112的正極耦合，以實現(xiàn)第一電池111和第二電池112的串聯(lián)構(gòu)成電池組110?？梢岳斫獾剑谝浑姵?11的正極即為電池組110的正極，第二電池112的負(fù)極即為電池組110的負(fù)極。由于第一電池111和第二電池112串聯(lián)，則第二電池112將12v的電壓輸出至第一電池111，并和第一電池111的輸出的12v電壓形成疊加，故第一電池111的正極將24v的第一電壓輸出至輸出切換模塊140。

請參閱圖4，電池管理模塊120通過與電池組110中每個電池的正極和負(fù)極均耦合，以實現(xiàn)穩(wěn)定每個電池的輸出電壓。具體的，電池管理模塊120包括至少兩個電池管理單元，電池管理單元的數(shù)量和電池數(shù)量匹配，每個電池管理單元均分別與對應(yīng)的電池的正極和負(fù)極耦合，以實現(xiàn)每個電池管理單元均能夠穩(wěn)定對應(yīng)的電池的輸出電壓?？梢岳斫獾剑姵財?shù)量為兩個，即電池管理單元的數(shù)量也為兩個，兩個電池管理單元分別為第一電池管理單元121和第二電池管理單元122。第一電池管理單元121分別與第一電池111的正極和負(fù)極耦合，而第二電池管理單元122分別與第二電池112的正極和負(fù)極耦合。

第一電池管理單元121可以為集成電路芯片，第一電池管理單元121通過與第一電池111的耦合，第一電池管理單元121能夠采集第一電池111的正極和負(fù)極之間的電壓差。第一電池管理單元121解析該電壓差的值則能夠判斷電壓差是否為穩(wěn)定的12v。當(dāng)為12v時，第一電池管理單元121則不介入對第一電池111的調(diào)節(jié)。當(dāng)不為12v時，第一電池管理單元121則也通過與第一電池111的耦合來調(diào)節(jié)第一電池111的輸出電壓，以使第一電池111和第二電池112串聯(lián)后，電池組110能夠穩(wěn)定的輸出24v的第一電壓。

第二電池管理單元122也可以為集成電路芯片，第二電池管理單元122通過與第二電池112的耦合，第二電池管理單元122能夠采集第二電池112的正極和負(fù)極之間的電壓差。第二電池管理單元122解析該電壓差的值則能夠判斷電壓差是否為穩(wěn)定的12v。當(dāng)為12v時，第二電池管理單元122則不介入對第二電池112的調(diào)節(jié)。當(dāng)不為12v時，第二電池管理單元122則也通過與第二電池112的耦合來調(diào)節(jié)第二電池112的輸出電壓，以使第二電池112和第一電池111串聯(lián)后，電池組110能夠穩(wěn)定的輸出24v的第一電壓。

主控模塊130可以為集成電路芯片，其具有信號處理能力。其中，主控模塊130可以是通用處理器，包括中央處理器(centralprocessingunit，簡稱cpu)、網(wǎng)絡(luò)處理器(networkprocessor，簡稱np)等；還可以是數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)成可編程門陣列(fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。

主控模塊130的del+端口可以通過保護(hù)模塊150耦合到外部負(fù)載11的正極，而主控模塊130的del-端口可以通過保護(hù)模塊150耦合到外部負(fù)載11負(fù)極，故在電壓切換輸出裝置100耦合外部負(fù)載11時，主控模塊130通過del+端口和del-端口能夠與外部負(fù)載11進(jìn)行通信，以判斷該外部負(fù)載11的匹配電壓是第一電壓，還是第二電壓。

主控模塊130的驅(qū)動端口可以與輸出切換模塊140耦合，其中，主控模塊130的cl1端口可以與輸出切換模塊140的第一控制端耦合，主控模塊130的cl2端口可以與輸出切換模塊140的第二控制端耦合。當(dāng)主控模塊130判定外部負(fù)載11的匹配電壓為第一電壓時，主控模塊130根據(jù)預(yù)設(shè)控制程序生成控制信號至輸出切換模塊140的第一控制端，以使輸出切換模塊140將由電池組110獲取到的第一電壓直接輸出至保護(hù)模塊150，以通過保護(hù)模塊150將第一電壓輸出至外部負(fù)載11。當(dāng)主控模塊130判定外部負(fù)載11的匹配電壓為第二電壓時，主控模塊130則也根據(jù)預(yù)設(shè)控制程序生成控制信號分別至輸出切換模塊140的第一控制端和第二控制端，以控制輸出切換模塊140將由電池組110獲取到的第一電壓降為第二電壓，并將第二電壓通過保護(hù)模塊150輸出至外部負(fù)載11。其中，主控模塊130生成的控制信號為高電平信號。

本實施例中，主控模塊130通過保護(hù)模塊150分別耦合到外部負(fù)載11的正極和負(fù)極后，主控模塊130還能夠監(jiān)測外部負(fù)載11是否獲取到了第一電壓或第二電壓。具體的，主控模塊130判斷在預(yù)設(shè)時長內(nèi)，監(jiān)測通過保護(hù)模塊150與外部負(fù)載11的正極的耦合處是否獲取到第一電壓或第二電壓。其中，預(yù)設(shè)時長可以為3分鐘。若在預(yù)設(shè)時長內(nèi)獲取到第一電壓，則主控模塊130判定目前的外部負(fù)載11還處于耦合狀態(tài)，進(jìn)而繼續(xù)輸出控制信號至輸出切換模塊140的第一控制端，以控制輸出切換模塊140繼續(xù)將第一電壓輸出，以使電池組110繼續(xù)給外部負(fù)載11供電。若在預(yù)設(shè)時長內(nèi)獲取到第二電壓，則主控模塊130也判定目前的外部負(fù)載11還處于耦合狀態(tài)，進(jìn)而繼續(xù)輸出控制信號分別至輸出切換模塊140的第一控制端和第二控制端，以控制輸出切換模塊140繼續(xù)將降壓后的第二電壓輸出，以使電池組110繼續(xù)給外部負(fù)載11供電。若在預(yù)設(shè)時長內(nèi)未獲取到第一電壓，則主控模塊130判定目前的外部負(fù)載11已經(jīng)斷開，進(jìn)而停止輸出控制信號至輸出切換模塊140的第一控制端，以使輸出切換模塊140中斷輸出第一電壓，進(jìn)而電池組110則停止給外部負(fù)載11供電。若在預(yù)設(shè)時長內(nèi)未獲取到第二電壓，則主控模塊130判定目前的外部負(fù)載11也已經(jīng)斷開，進(jìn)而停止將控制信號分別輸出至輸出切換模塊140的第一控制端和第二控制端，以使輸出切換模塊140中斷對第一電壓的降壓，以及中斷對第二電壓的輸出，進(jìn)而電池組110便停止給外部負(fù)載11供電。

如圖4所示，輸出切換模塊140分別與電池組110的正極、保護(hù)模塊150和主控模塊130耦合。本實施例中，輸出切換模塊140可以為直流降壓器141，即直流降壓器141的輸入端與電池組110的正極耦合，直流降壓器141的輸出端與保護(hù)模塊150耦合，直流降壓器141的第一控制端與主控模塊130的cl1端口耦合，直流降壓器141的第二控制端與主控模塊130的cl2端口耦合。

直流降壓器141在初始狀態(tài)為禁能狀態(tài)，即直流降壓器141的輸入端雖然能夠獲取到第一電壓，但直流降壓器141不對第一電壓進(jìn)行降壓處理，且直流降壓器141的內(nèi)部回路斷開，進(jìn)而直流降壓器141在初始狀態(tài)不輸出第一電壓或第二電壓。本實施例中，直流降壓器141的根據(jù)第一控制端是否獲取到控制信號來判斷是否輸出電壓，而直流降壓器141的根據(jù)第二控制端是否獲取到控制信號來判斷是否將電壓升壓輸出。當(dāng)直流降壓器141的第一控制端獲取到主控模塊130輸出的控制信號時，直流降壓器141根據(jù)第一控制端獲取到的該控制信號，將自身的狀態(tài)由初始狀態(tài)改變?yōu)橹苯虞敵鰻顟B(tài)。故直流降壓器141在獲取到電池組110輸入的第一電壓后，直流降壓器141能夠?qū)⒃摰谝浑妷褐苯虞敵鲋帘Ｗo(hù)模塊150，以通過該保護(hù)模塊150將第一電壓輸出至外部負(fù)載11。當(dāng)直流降壓器141的第一控制端和第二控制端均獲取到主控模塊130輸出的控制信號時，直流降壓器141根據(jù)第一控制端和第二控制端均獲取到的該控制信號，將自身的狀態(tài)由初始狀態(tài)改變?yōu)榻祲狠敵鰻顟B(tài)。故直流降壓器141在獲取到電池組110輸入的第一電壓后，直流降壓器141能夠通過內(nèi)部的降壓電路將該第一電壓降壓至第二電壓，并通過與保護(hù)模塊150的耦合將降壓后的第二電壓輸出至外部負(fù)載11。此外，此外，當(dāng)直流降壓器141的第一控制端未獲取到控制信號后，直流降壓器141由直接輸出狀態(tài)或降壓輸出狀態(tài)均恢復(fù)到初始狀態(tài)。

保護(hù)模塊150為集成電路芯片，并耦合在電壓切換輸出裝置100的回路中。具體的，保護(hù)模塊150的一端分別與輸出切換模塊140、主控模塊130和電池組110的負(fù)極耦合，保護(hù)模塊150的另一端則分別與外部負(fù)載11的正極和外部負(fù)載11的負(fù)極耦合。當(dāng)保護(hù)模塊150監(jiān)測到過壓、欠壓、短路或過溫時，保護(hù)模塊150則切斷耦合到外部負(fù)載11的回路，以實現(xiàn)對電壓切換輸出裝置100中各模塊的保護(hù)。

請參閱圖5本發(fā)明實施例提供了一種電壓切換輸出方法，電壓切換輸出方法應(yīng)用于電壓切換輸出裝置中的主控模塊。具體的，電壓切換輸出方法包括：步驟s100、步驟s200、步驟s300和步驟s400。

步驟s100：獲取外部負(fù)載的匹配電壓。

步驟s200：判斷所述外部負(fù)載的匹配電壓為第一電壓或第二電壓，當(dāng)為所述第一電壓，控制輸出切換模塊的輸出由電池組獲取的所述第一電壓至所述外部負(fù)載，當(dāng)為所述第二電壓，控制所述輸出切換模塊將由所述電池組獲取的所述第一電壓降壓為所述第二電壓，以使所述輸出切換模塊將所述第二電壓輸出至所述外部負(fù)載。

步驟s300：判斷在預(yù)設(shè)時長內(nèi)，與所述外部負(fù)載的正極的耦合處是否獲取到所述第一電壓或所述第二電壓。

步驟s400：若獲取到所述第一電壓，控制所述輸出切換模塊保持輸出所述第一電壓，若未獲取到所述第一電壓，控制所述輸出切換模塊終止輸出所述第一電壓，若獲取到所述第二電壓，控制所述輸出切換模塊保持輸出所述第二電壓，若未獲取到所述第二電壓，控制所述輸出切換模塊終止輸出所述第二電壓。

可以理解到，本實施例所述的電壓切換輸出方法可參閱上述的裝置。為便于描述的簡潔，在此不做過多累述。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種電壓切換輸出裝置及方法。其中，裝置包括：至少兩個電池、輸出切換模塊和主控模塊。每個電池均和相鄰的電池串聯(lián)構(gòu)成電池組，電池組的正極與輸出切換模塊耦合，輸出切換模塊用于耦合外部負(fù)載的正極，電池組的負(fù)極用于耦合外部負(fù)載的負(fù)極，主控模塊與輸出切換模塊耦合，主控模塊用于分別耦合外部負(fù)載的正極和負(fù)極。

主控模塊通過自動判斷外部負(fù)載的匹配電壓是第一電壓或第二電壓。當(dāng)判定匹配電壓是第一電壓時，主控模塊便控制輸出切換模塊直接輸出由電池組獲取的第一電壓至外部負(fù)載。而當(dāng)判定匹配電壓是第二電壓時，主控模塊便控制輸出切換模塊將由電池組獲取的第一電壓降壓為第二電壓，以使輸出切換模塊將第二電壓輸出至外部負(fù)載。通過主控模塊自動判斷和控制輸出，電壓切換輸出裝置可直接耦合到汽車的電力起動機(jī)來實現(xiàn)重啟電力起動機(jī)，使得汽車的救援時間進(jìn)一步縮短，增加了汽車的救援效率。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。