CN104348241A - 氢氧机节能电流稳压补助系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其包括后备电池、充放电管理电路板和继电器，充放电管理电路板通过继电器与氢氧机相连接，充放电管理电路板分别与后备电池和行驶设备自带电池相连接。本发明的结构布局合理，能持续为氢氧机提供工作电源，且供电的电流电压稳定，有效保证氢氧机的工作稳定性，为行驶设备的发动机提供恒定流量的氢、氧气体，进而保证发动机的正常工作，可靠性高，有效提升发动机的动力和节省燃油，节能环保，同时大大延长行驶设备自带电池使用寿命以及保证行驶设备的正常运行，另外整体结构简单，易于实现，利于广泛推广应用，适用于燃油、天然气等燃料的行驶设备，如轿车、巴士、货车和轮船等等。
Description
技术领域
本发明涉及一种氢氧机节能电流稳压补助技术领域，具体是一种氢氧机节能电流稳压补助系统。
背景技术
随着能源的消耗越来越大，对行驶设备的节能要求也越来越高。
发动机是汽车等行驶设备的动力部件，传统的发动机的气缸内燃烧的燃料是单纯的汽油或柴油，依靠单纯的燃料的燃烧将化学能转化为动能。然而，现有的发动机存在着燃料的燃烧不够充分的现象，因而燃料的化学能的转化不充分，发动机的总功率不够高，最终表现为燃耗高。
为提升燃油效果，中国发明专利申请号“201310159042.5”，公开号“CN 103233830 A”，名称为“氢氧混合动力装置”，包括具有进气支管的发动机，还包括：由设有进气口和出气口的容器、盛于该容器内的过滤液和浸没于过滤液中的透气板构成的过滤器，所述进气口位于过滤液的液面下，所述出气口位于过滤液的液面上，并连通所述进气支管；由正、负电解电极和盛于电解槽中的电解液构成的水裂解箱，用于产生氢、氧气体，并连通所述进气口；与所述正、负电解电极电连接的自动控制器，用于控制所产生氢、氧气体的流量；和与所述自动控制器电连接的车载电瓶。在车载电瓶的作用下，自动控制器可控制水裂解箱生成氢、氧气体的流量，并将氢、氧气体经过滤器从进气支管送入发动机的气缸，参与气缸内的燃烧，氢、氧气体的加入使得缸内燃料的燃烧更充分。
但在实际使用过程中，由于其无专门的氢氧机控制系统，导致供给水裂解箱的电流电压不稳定，影响到氢、氧气体的流量，难以保证发动机的正常工作，可靠性降低。同时，由于是由车载电瓶供给水裂解箱工作电源，导致车载电瓶负载过大，容易出现因电量不足影响车辆正常行驶问题，另外也大大缩短了车载电瓶的寿命。
发明内容
针对上述不足，本发明目的在于，提供一种结构布局合理，能为氢氧机提供稳定的工作电源，且工作稳定性好，可靠性高，有效保证行驶设备的正常运行及延长自带电池使用寿命的氢氧机节能电流稳压补助系统。
本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是：一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其包括后备电池、充放电管理电路板和继电器，充放电管理电路板通过继电器与氢氧机相连接，该氢氧机的氢氧气体出气端通过气管与行驶设备的发动机进气口端相连接，充放电管理电路板分别与后备电池和行驶设备自带电池相连接。
所述充放电管理电路板包括充电稳压电路、检测切换电路和输出稳压电路。其中，充电稳压电路用于将行驶设备的多余电量以一稳定的电流电压给后备电池充电；检测切换电路用于检测行驶设备自带电池、后备电池的电压点，当行驶设备发电机有多余发电量时，可利用该发电量为氢氧机提供稳定的工作电源和/或对后备电池进行充电；当行驶设备发电机的发电量不足时，切换至后备电池持续为氢氧机提供稳定的工作电源；当行驶设备发电机的发电量和自带电池的电量均不足时，暂停对氢氧机提供电源，直至后备电池的电量恢复至预先设定值才为氢氧机提供稳定的工作电源；输出稳压电路用于将行驶设备发电机、行驶设备自带电池和后备电池的电量以一稳定的电流电压供给氢氧机。
作为本发明的一种改进，所述的充电稳压电路包括P-MOS型场效应晶体管Q1、N-MOS型场效应晶体管Q2、集成块U1、集成块U2、电感L1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述P-MOS型场效应晶体管Q1的漏极连接行驶设备的电源正极，栅极接集成块U1的第1端脚，漏极分别与二极管D1和电感L1的一端相连接，该二极管D1的另一端接地，该电感L1的另一端分别二极管D2一端和N-MOS型场效应晶体管Q2的源极相连接，二极管D2的另一端与后备电池的正极相连接，且依次串联电阻R4和电阻R5，该电阻R4的另一端与集成块U2的第1端脚相连接，且通过电阻R6接地，N-MOS型场效应晶体管Q2的漏极接地，栅极与集成块U2的第5端脚相连接，集成块U1的第4端脚通过电阻R1接地，且依次串联电阻R3、电阻R2，并与二极管D2的另一端相连接。
充电时，U1和U2通过电阻R2、 电阻R3、电阻R1、电阻R4、电阻R5、 电阻R6来监测电池电压，并以此来控制P-MOS型场效应晶体管Q1和N-MOS型场效应晶体管Q2的导通时间，最终来实现对电池的充电，二极管D1、二极管D2和电感L1组成整流电路。
作为本发明的一种改进，所述检测切换电路包括P-MOS型场效应晶体管Q3、P-MOS型场效应晶体管Q4、P-MOS型场效应晶体管Q5、P-MOS型场效应晶体管Q6和微控制单元U3，P-MOS型场效应晶体管Q3的源极与后备电池的正极相连接，漏极与P-MOS型场效应晶体管Q4的漏极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q3的栅极和P-MOS型场效应晶体管Q4的栅极与微控制单元U3的第3端脚相连接，该微控制单元U3的第1端脚接地，第2端脚与P-MOS型场效应晶体管Q5和P-MOS型场效应晶体管Q6的栅极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q6的源极与P-MOS型场效应晶体管Q4的源极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q6的漏极与P-MOS型场效应晶体管Q5的漏极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q5的源极连接行驶设备的电源正极。
当行驶设备自带电池电压大于预定电压时（如13.7V），微控制单元U3控制P-MOS型场效应晶体管Q5、P-MOS型场效应晶体管Q6导通，P-MOS型场效应晶体管Q3、P-MOS型场效应晶体管Q4截止，这时主要由行驶设备自带电池给输出电路供电。当行驶设备自带电池电压低于预定电压时（如13.7V），微控制单元U3控制P-MOS型场效应晶体管Q3、P-MOS型场效应晶体管Q4导通，P-MOS型场效应晶体管Q5、P-MOS型场效应晶体管Q6截止，这时主要由后备电池供电。
作为本发明的一种改进，所述输出稳压电路包括P-MOS型场效应晶体管Q7、N-MOS型场效应晶体管Q8、电感L2、二极管D3、二极管D4、集成块U4、集成块U5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述P-MOS型场效应晶体管Q7的漏极与P-MOS型场效应晶体管Q4的源极和集成块U4的第2端脚相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q7的栅极与集成块U4的第1端脚相连接，源极分别与二极管D3和电感L2的一端相连接，该二极管D3的另一端接地，该电感L2的另一端分别与该二极管D4的一端和N-MOS型场效应晶体管Q8的源极相连接，该N-MOS型场效应晶体管Q8的漏极接地，栅极与集成块U5的第5端脚相连接，二极管D4的另一端连接氢氧机的正极，且依次串联电阻R9、电阻R8，该电阻R8的另一端与集成块U4的第4端脚相连接，且通过电阻R7接地；电阻R10的一端与二极管D4的另一端相连接，另一端与电阻R11的一端相连接，该电阻R11另一端与集成块U5的第1端脚相连接，且通过电阻R12接地。
输出时，集成块U4和集成块U5通过电阻R9、电阻R8、电阻R7、电阻R10、电阻R11、电阻R12来监测输出电压，并以此来控制P-MOS型场效应晶体管Q7和N-MOS型场效应晶体管Q8的导通时间，最终来实现输出稳定的电流电压，二极管D3、二极管D4和电感L2组成整流电路。
本发明的有益效果为：本发明的结构布局合理，充放电管理电路板包括充电稳压电路、检测切换电路和输出稳压电路，可以同时充放电，即利用行驶设备发电机的多余发电量以一稳定的电流电压供给氢氧机，同时当检测到仍然有多余发电量时，可以同时利用该部分多余的发电量自动补充至后备电池；当发电量不足时可以自动切换到后备电池持续为氢氧机提供稳定的工作电源，当行驶设备发电机的发电量和自带电池的电量均不足时，暂停对氢氧机提供电源，即暂时氢氧机的使用，同时还可以自动判断行驶设备是否是启动状态来相应决定是否给氢氧机供电，且供电的电流电压稳定，有效保证氢氧机的工作稳定性，能为行驶设备的发动机提供恒定流量的氢、氧气体，进而保证发动机的正常工作，可靠性高，有效提升发动机的动力和节省燃油5～30％，节能环保，同时大大延长行驶设备自带电池使用寿命以及保证行驶设备的正常运行。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1本发明氢氧机节能电流稳压补助系统的框图。
图2是本发明中充放电管理电路板的框图。
图3是本发明中充放电管理电路板的电路图。
具体实施方式
实施例：参照图1和图2，本发明提供的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其包括后备电池、充放电管理电路板和继电器，充放电管理电路板通过继电器与氢氧机相连接，该氢氧机的氢氧气体出气端通过气管与行驶设备的发动机进气口端相连接，充放电管理电路板分别与后备电池和行驶设备自带电池相连接。
所述充放电管理电路板包括充电稳压电路、检测切换电路和输出稳压电路。其中，充电稳压电路用于将行驶设备的多余电量以一稳定的电流电压给后备电池充电；检测切换电路用于检测行驶设备自带电池、后备电池的电压点，当行驶设备发电机有多余发电量时，可利用该发电量为氢氧机提供稳定的工作电源和/或对后备电池进行充电；当行驶设备发电机的发电量不足时，切换至后备电池持续为氢氧机提供稳定的工作电源；当行驶设备发电机的发电量和自带电池的电量均不足时，暂停对氢氧机提供电源，直至后备电池的电量恢复至预先设定值才为氢氧机提供稳定的工作电源；输出稳压电路用于将行驶设备发电机、行驶设备自带电池和后备电池的电量以一稳定的电流电压供给氢氧机。
具体的，所述的充电稳压电路包括P-MOS型场效应晶体管Q1、N-MOS型场效应晶体管Q2、集成块U1、集成块U2、电感L1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述P-MOS型场效应晶体管Q1的漏极连接行驶设备的电源正极，栅极接集成块U1的第1端脚，漏极分别与二极管D1和电感L1的一端相连接，该二极管D1的另一端接地，该电感L1的另一端分别二极管D2一端和N-MOS型场效应晶体管Q2的源极相连接，二极管D2的另一端与后备电池的正极相连接，且依次串联电阻R4和电阻R5，该电阻R4的另一端与集成块U2的第1端脚相连接，且通过电阻R6接地，N-MOS型场效应晶体管Q2的漏极接地，栅极与集成块U2的第5端脚相连接，集成块U1的第4端脚通过电阻R1接地，且依次串联电阻R3、电阻R2，并与二极管D2的另一端相连接。本实施例中，所述集成块U1优选为型号为FP5003的IC。所述集成块U2优选为型号为FP5139的IC。
所述检测切换电路包括P-MOS型场效应晶体管Q3、P-MOS型场效应晶体管Q4、P-MOS型场效应晶体管Q5、P-MOS型场效应晶体管Q6和微控制单元U3，P-MOS型场效应晶体管Q3的源极与后备电池的正极相连接，漏极与P-MOS型场效应晶体管Q4的漏极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q3的栅极和P-MOS型场效应晶体管Q4的栅极与微控制单元U3的第3端脚相连接，该微控制单元U3的第1端脚接地，第2端脚与P-MOS型场效应晶体管Q5和P-MOS型场效应晶体管Q6的栅极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q6的源极与P-MOS型场效应晶体管Q4的源极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q6的漏极与P-MOS型场效应晶体管Q5的漏极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q5的源极连接行驶设备的电源正极。本实施例中，所述集成块U3优选为型号为7P167的MCU。
所述输出稳压电路包括P-MOS型场效应晶体管Q7、N-MOS型场效应晶体管Q8、电感L2、二极管D3、二极管D4、集成块U4、集成块U5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述P-MOS型场效应晶体管Q7的漏极与P-MOS型场效应晶体管Q4的源极和集成块U4的第2端脚相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q7的栅极与集成块U4的第1端脚相连接，源极分别与二极管D3和电感L2的一端相连接，该二极管D3的另一端接地，该电感L2的另一端分别与该二极管D4的一端和N-MOS型场效应晶体管Q8的源极相连接，该N-MOS型场效应晶体管Q8的漏极接地，栅极与集成块U5的第5端脚相连接，二极管D4的另一端连接氢氧机的正极，且依次串联电阻R9、电阻R8，该电阻R8的另一端与集成块U4的第4端脚相连接，且通过电阻R7接地；电阻R10的一端与二极管D4的另一端相连接，另一端与电阻R11的一端相连接，该电阻R11另一端与集成块U5的第1端脚相连接，且通过电阻R12接地。本实施例中，所述集成块U4为型号优选为FP5003的IC。所述集成块U4优选为型号为FP5139的IC。
充放电管理电路板接行驶设备自带电池和后备电池，接氢氧机前经过继电器，当行驶设备启动，充放电管理电路板检测电压判断行驶设备是否正常启动，确定正常启动30秒后正常供电给氢氧机。氢氧机开始正常工作，充放电管理电路板根据电压的变化相应切换行驶设备自带电池或后备电池供电，并保持稳定的电压电流给氢氧机使用。
当行驶设备自带电池电压大于预定电压时（如13.7V），微控制单元U3控制P-MOS型场效应晶体管Q5、P-MOS型场效应晶体管Q6导通，P-MOS型场效应晶体管Q3、P-MOS型场效应晶体管Q4截止，这时主要由行驶设备自带电池给输出电路供电。当行驶设备自带电池电压低于预定电压时（如13.7V），微控制单元U3控制P-MOS型场效应晶体管Q3、P-MOS型场效应晶体管Q4导通，P-MOS型场效应晶体管Q5、P-MOS型场效应晶体管Q6截止，这时主要由后备电池供电。
输出时，集成块U4和集成块U5通过电阻R9、电阻R8、电阻R7、电阻R10、电阻R11、电阻R12来监测输出电压，并以此来控制P-MOS型场效应晶体管Q7和N-MOS型场效应晶体管Q8的导通时间，最终来实现输出稳定的电流电压。
当后备电池的电压低于预定电压时（如14.6V），充电稳压电路会进入充电状态。充电时，U1和U2通过电阻R2、 电阻R3、电阻R1、电阻R4、电阻R5、 电阻R6来监测电池电压，并以此来控制P-MOS型场效应晶体管Q1和N-MOS型场效应晶体管Q2的导通时间，最终来实现对电池的充电。
通过本发明氢氧机节能电流稳压补助系统来控制氢氧机的电源回路，能有效保证氢氧机的工作稳定性，以为行驶设备的发动机提供恒定流量的氢、氧气体，进而保证发动机的正常工作，可靠性高，有效提升发动机的动力和节省燃油5～30％，节能环保，同时大大延长行驶设备自带电池使用寿命以及保证行驶设备的正常运行。本发明氢氧机节能电流稳压补助系统适用于各种燃料（包括燃油、天然气）的行驶设备（如轿车、巴士、货车和轮船等等）上使用。
上述实施例仅为本发明较好的实施方式，本发明不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例之一的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，如根据负载的功率相应增加或减小充放电的电流电压均在本发明保护范围内。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它系统，均在本发明保护范围内。
Claims (10)
1.一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于：其包括后备电池、充放电管理电路板和继电器，充放电管理电路板通过继电器与氢氧机相连接，该氢氧机的氢氧气体出气端通过气管与行驶设备的发动机进气口端相连接，充放电管理电路板分别与后备电池和行驶设备自带电池相连接。
2.根据权利要求1所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于,所述充放电管理电路板包括：
充电稳压电路，用于将行驶设备的多余电量以一稳定的电流电压给后备电池充电；
检测切换电路，用于检测行驶设备自带电池、后备电池的电压点，当行驶设备发电机有多余发电量时，可利用该发电量为氢氧机提供稳定的工作电源和/或对后备电池进行充电；当行驶设备发电机的发电量不足时，切换至后备电池持续为氢氧机提供稳定的工作电源；当行驶设备发电机的发电量和自带电池的电量均不足时，暂停对氢氧机提供电源，直至后备电池的电量恢复至预先设定值才为氢氧机提供稳定的工作电源；
输出稳压电路，用于将行驶设备发电机、行驶设备自带电池和后备电池的电量以一稳定的电流电压供给氢氧机。
3.根据权利要求2所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于,所述的充电稳压电路包括P-MOS型场效应晶体管Q1、N-MOS型场效应晶体管Q2、集成块U1、集成块U2、电感L1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述P-MOS型场效应晶体管Q1的漏极连接行驶设备的电源正极，栅极接集成块U1的第1端脚，漏极分别与二极管D1和电感L1的一端相连接，该二极管D1的另一端接地，该电感L1的另一端分别二极管D2一端和N-MOS型场效应晶体管Q2的源极相连接，二极管D2的另一端与后备电池的正极相连接，且依次串联电阻R4和电阻R5，该电阻R4的另一端与集成块U2的第1端脚相连接，且通过电阻R6接地，N-MOS型场效应晶体管Q2的漏极接地，栅极与集成块U2的第5端脚相连接，集成块U1的第4端脚通过电阻R1接地，且依次串联电阻R3、电阻R2，并与二极管D2的另一端相连接。
4.根据权利要求3所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于，所述集成块U1为型号为FP5003的IC。
5.根据权利要求3所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于，所述集成块U2为型号为FP5139的IC。
6.根据权利要求3所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于，所述检测切换电路包括P-MOS型场效应晶体管Q3、P-MOS型场效应晶体管Q4、P-MOS型场效应晶体管Q5、P-MOS型场效应晶体管Q6和微控制单元U3，P-MOS型场效应晶体管Q3的源极与后备电池的正极相连接，漏极与P-MOS型场效应晶体管Q4的漏极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q3的栅极和P-MOS型场效应晶体管Q4的栅极与微控制单元U3的第3端脚相连接，该微控制单元U3的第1端脚接地，第2端脚与P-MOS型场效应晶体管Q5和P-MOS型场效应晶体管Q6的栅极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q6的源极与P-MOS型场效应晶体管Q4的源极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q6的漏极与P-MOS型场效应晶体管Q5的漏极相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q5的源极连接行驶设备的电源正极。
7.根据权利要求6所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于，所述集成块U3为型号为7P167的MCU。
8.根据权利要求6所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于，所述输出稳压电路包括P-MOS型场效应晶体管Q7、N-MOS型场效应晶体管Q8、电感L2、二极管D3、二极管D4、集成块U4、集成块U5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，所述P-MOS型场效应晶体管Q7的漏极与P-MOS型场效应晶体管Q4的源极和集成块U4的第2端脚相连接，该P-MOS型场效应晶体管Q7的栅极与集成块U4的第1端脚相连接，源极分别与二极管D3和电感L2的一端相连接，该二极管D3的另一端接地，该电感L2的另一端分别与该二极管D4的一端和N-MOS型场效应晶体管Q8的源极相连接，该N-MOS型场效应晶体管Q8的漏极接地，栅极与集成块U5的第5端脚相连接，二极管D4的另一端连接氢氧机的正极，且依次串联电阻R9、电阻R8，该电阻R8的另一端与集成块U4的第4端脚相连接，且通过电阻R7接地；电阻R10的一端与二极管D4的另一端相连接，另一端与电阻R11的一端相连接，该电阻R11另一端与集成块U5的第1端脚相连接，且通过电阻R12接地。
9.根据权利要求8所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于，所述集成块U4为型号为FP5003的IC。
10.根据权利要求8所述的一种氢氧机节能电流稳压补助系统，其特征在于，所述集成块U4为型号为FP5139的IC。
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