CN104442429A - 一种双电池系统的车辆启动电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双电池系统的车辆启动电源。本发明的启动电源的电池组由启动电池组和储能电池组构成。启动电池组只负责发动机的启动，不给车载用电装置供电，并且可以独立启动发动机。储能电池组一方面给车载用电装置供电，同时，在电量较充足的情况下，还可以辅助启动。本发明可以有效防止由于电池过度放电导致发动机无法启动的问题。

Description

一种双电池系统的车辆启动电源
【技术领域】本发明涉及各种内燃机车辆的启动电源。
【背景技术】各种内燃机车辆已经成为人们日常的交通和运输工具，如载人的轿车和客车，运输货物的卡车等。这些车辆的启动都是依靠主要由电池组成的启动电源来实现的，由启动电源驱动启动电机，再由电机驱动发动机工作。在车载发电机停止工作的状态下，启动电源还负责给车载用电装置供电，这些装置如车灯、音响、电动门窗等。
启动电源的核心部件是蓄电池组。现行的各类车辆的启动电源采用的技术方案中，都是采用一个蓄电池组同时完成和肩负车辆启动和给车载用电装置供电的两重功能，表现在启动电源中只有一个蓄电池组。在运行实践中，这种方案暴露出很大的问题：
其一，常常出现因为各种原因导致在车载发电机不工作的状况下，车载用电装置长时间用电的情况，这导致启动电源的核心部件——蓄电池组储电量不足，从而无法完成车辆的下次启动。出现这种情况时，将不得不请专业服务公司进行服务；或者备用一个称之为jumpstarter的应急电源帮助启动。
其二，启动电源的两种不同功能对电池性能要求差异很大，启动功能要求电池放电倍率性能优异，而给车载用电装置供电功能则要求电池容量大，倍率性能要求不高。这种情况导致启动电源核心部件的蓄电池组的选配的困难。如，目前绝大多数启动电源的蓄电池组都使用极板式铅酸电池，这往往导致低温下的启动困难。而如果全部使用放电倍率高(尤其是低温放电性能优异)的卷绕式铅酸电池，则成本太高，而且占用体积过大。
本发明即是针对现有技术方案的不足，提出一种新的解决方案。
【发明内容】本发明旨在克服现有技术的不足，提出一种新的车辆启动电源方案。
本发明的技术方案是：采用双电池系统，启动电源核心部件——蓄电池系统由启动电池组和储能电池组两个蓄电池组组成，其中启动电池组仅用于车辆的启动，不向车载用电装置供电，该电池组可以独立完成车辆的启动；储能电池组用于给车载用电装置提供电能及辅助启动电池组对车辆进行启动。所述的两个蓄电池组通过单向二极管或者由多个单向二极管并联形成的单向二极管的阵列并联连接，电流只能由储能电池组向启动电池组方向单向流动，而不能由启动电池组向储能电池组方向流动。
本发明的车辆启动电源中，蓄电池系统的的启动电池组的容量比储能电池组的容量小。一般地，启动电池组的容量占整个蓄电池系统容量的15-35％左右。
本发明的车辆启动电源中，蓄电池系统的启动电池组的单体电池是卷绕式高倍率铅酸电池。这种电池不仅放电倍率性能好，而且也具有出色的低温放电性能。
本发明的车辆启动电源中，蓄电池系统的启动电池组的单体电池也可以是锂离子电池。目前，锂离子电池的技术得到长足发展，许多电池体系(如磷酸铁锂系、三元系、锰酸锂系、钛酸锂系等)可以做到很高倍率的放电，并且一些体系还具有出色的低温性能。
本发明的车辆启动电源中，蓄电池系统的储能电池组的单体电池是铅酸电池，可以是传统的极板式铅酸电池，也可以是先进的卷绕式铅酸电池。作为储能电池，铅酸电池有很多优点，主要是价廉物美，技术成熟。
本发明的车辆启动电源中，蓄电池系统的储能电池组的单体电池是锂离子电池，可以是锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元电池、钛酸锂电池等其中的任意一种。
本发明的车辆启动电源的蓄电池系统因为采用启动电池组和储能电池组双电池组，启动电池组只承担启动任务，不给车载用电装置供电，并且可以独立完成启动任务，储能电池组除了给车载装置供电外，还能辅助启动，因而可以有效克服现有技术的不足，防止因电池放电过度导致不能启动的情况。此外，因为采用双电池组，可以选择倍率性能及低温性能优异的电池作为启动电池，克服低温下的启动困难，又不太多的增加成本。
【附图说明】附图为本发明的原理示意图，图中：
1——启动电机
2——启动开关
3——单向二极管(或二极管阵列)
4——启动电池组
5——储能电池组
6——车载用电装置
7——车载发电机
8——调节器
下面结合附图进一步阐述本发明的技术方案。单向二极管(或二极管阵列)3的作用是保证启动电池组4只能够向启动电机1供电，而不能向车载用电装置6以及储能电池组5供电，这就有效防止启动电池组4用电过度导致不能进行后续的启动的问题。单向二极管(二极管阵列)3允许储能电池组向启动电机1供电，实现辅助启动功能；同时，单向二极管(单向二极管阵列)3还允许车载发电机7给启动电池组4充电。调节器8用于实现各种调节功能。启动时，闭合启动开关2，启动电池组4向启动电机1放电，同时，在电量较充分时，储能电池组5经过单向二极管3向启动电机1放电，辅助启动电池组4实现启动功能。
启动完成后，启动开关2断开，同时车载发电机7开始向车载用电装置6供电，并且给启动电池组4和储能电池组5充电。当发电机7停止工作时，若车载用电装置6继续工作，则此时所需电能完全由储能电池组5提供，单向二极管(人际关系战略)3阻止启动电池组4放电，从而保证启动电池组4能够继续进行以后的启动。
【具体实施方式】下面举例说明本发明的实施方式。
实施例一
对于一个1.5L排量的家用轿车，采用12V的车辆启动电源，其中启动电池组为容量10Ah、标称电压12V的卷绕式铅酸电池组，储能电池组采用容量45Ah、标称电压12V的极板式铅酸电池组。选用6个过流50A的单向二极管并联构成单向二极管阵列。按照说明书附图的连接方式进行连接，即可实现本发明的目的。
实施例二
将储能电池组换成12.6V的磷酸铁锂电池组，其余同实施例一。
实施例三
对于载货卡车，采用24V的车辆启动电源，其中启动电池组为容量20Ah、标称电压24V的卷绕式铅酸电池组，储能电池组采用80AH、标称电压24V的极板式铅酸电池组。选用12个过流50A的单向二极管并联构成单向二极管阵列。按照说明书附图的连接方式进行连接，即可实现本发明的目的。

Claims (7)

1.一种双电池系统的车辆启动电源，用于车辆启动和给车载用电装置提供电能，主要由蓄电池系统和导电线缆组成，其特征是：所述的蓄电池系统由启动电池组和储能电池组两个蓄电池组组成，其中启动电池组仅用于车辆的启动，不向车载用电装置供电，该电池组可以独立完成车辆的启动；储能电池组用于给车载用电装置提供电能及辅助启动电池组对车辆进行启动。
2.如权利要求1所述的车辆启动电源，其特征是：所述的两个蓄电池组通过单向二极管或者由多个单向二极管并联形成的单向二极管的阵列并联连接，电流只能由储能电池组向启动电池组方向单向流动，而不能由启动电池组向储能电池组方向流动。
3.如权利要求1和2所述的车辆启动电源，其如权利要求1和2所述的车辆启动电源特征是：所述的启动电池组的容量比储能电池组的容量小。
4.如权利要求1和2所述的车辆启动电源，其特征是：所述的启动电池组的单体电池是卷绕式高倍率铅酸电池。
5.如权利要求1和2所述的车辆启动电源，其特征是：所述的启动电池组的单体电池是锂离子电池。
6.如权利要求1和2所述的车辆启动电源，其特征是：所述的储能电池组的单体电池是铅酸电池。
7.如权利要求1和2所述的车辆启动电源，其特征是：所述的储能电池组的单体电池是锂离子电池。
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