CN106882133A - 用于车辆动力提升的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆动力提升的装置。所述装置包括：储能单元，电连接到车辆的蓄电池。储能单元包括：第一电容器和电感器，第一电容器的一端连接到电感器的一端；第二电容器和第一电阻器，第二电容器的一端连接到第一电阻器的一端；第一电容器的另一端连接到第二电容器的另一端，第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端均连接到蓄电池的负极；电感器的另一端连接到第一电阻器的另一端，电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端均连接到蓄电池的正极。采用本发明的用于车辆动力提升的装置，可在车辆启动的初始阶段或车辆中低速行驶时提升车辆动力，同时可减小燃料消耗和车辆废气排放量。

Description

用于车辆动力提升的装置

技术领域

本发明属于车辆动力控制领域，具体涉及一种用于车辆中低速动力提升的装置。

背景技术

随着车辆的普及，车辆在人们日常生活中的使用越来越多。

对于传统的燃料车辆(例如汽油车)，需要将高压电流引入车辆的火花塞以产生电火花，电火花点燃汽缸内的燃料与空气的可燃混合气体，为车辆发动机提供动力。发动机每个汽缸往复运动一次，火花塞就需要点燃一次可燃混合气体。在车辆发动机运行期间，火花塞需要持续工作，因此就需要将高压电流不断提供给火花塞。

在车辆开始启动直至平稳运转的初始阶段(即，从车速为零增加到预定车速的阶段)，由车辆蓄电池将高压电流不断提供给火花塞。在车辆达到预定车速平稳运转之后，由车辆发电机将高压电流不断提供给火花塞。

另外，由于车辆日益普及，堵车现象已经成为城市社会常态，使得车辆经常以中低速(例如小于60km/小时)行驶，此时车辆发电机的输出功率不足，不能将满足要求的高压电流不断提供给火花塞，这时需要车辆蓄电池将高压电流不断提供给火花塞。

在车辆蓄电池将高压电流不断提供给火花塞的情况下(例如上面列举的车辆启动的初始阶段或车辆中低速行驶时)，由于车辆蓄电池的容量限制，车辆蓄电池提供给火花塞的高压电流会不断减小，导致火花塞产生的电火花的火焰核变小，使得燃料与空气的可燃混合气体燃烧不充分，这会导致车辆动力不足，并且燃料消耗大，车辆废气排放量增大。

现有技术的解决方法通常采用外部稳压和节能的方式，虽然有一些作用，但是不能明显解决因车辆中低速行驶而造成的动力不足、燃料消耗大、排放量大的问题。另外，现有技术还有一种向车辆内部发送特定脉冲电流的方式，这更加不可取，因为容易对整个车辆电子线路造成干扰，影响车辆的一些正常功能。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提出了一种用于车辆动力提升的装置。

根据本发明的一方面，提供一种用于车辆动力提升的装置，所述装置包括：储能单元，电连接到车辆的蓄电池。储能单元包括：第一电容器和电感器，第一电容器的一端连接到电感器的一端；第二电容器和第一电阻器，第二电容器的一端连接到第一电阻器的一端；第一电容器的另一端连接到第二电容器的另一端，第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端均连接到蓄电池的负极；电感器的另一端连接到第一电阻器的另一端，电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端均连接到蓄电池的正极。

所述装置还包括：阻抗匹配单元，与储能单元并联连接，在储能单元和蓄电池之间进行阻抗匹配。

阻抗匹配单元包括：第三电容器，第三电容器的一端连接到蓄电池的正极；第二电阻器，第二电阻器的一端连接到第三电容器的另一端，第二电阻器的另一端连接到蓄电池的负极。

第二电阻器是可变电阻器，通过调节第二电阻器的电阻值实现储能单元和蓄电池之间的最佳阻抗匹配。

第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端均直接连接到蓄电池的负极，电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端均直接连接到蓄电池的正极，第三电容器的所述一端直接连接到蓄电池的正极，第二电阻器的所述另一端直接连接到蓄电池的负极。

第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端均直接连接到车辆的点烟器插孔的负极，从而第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端间接连接到蓄电池的负极；电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端均直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端间接连接到蓄电池的正极；第三电容器的所述一端直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而第三电容器的所述一端间接连接到蓄电池的正极；第二电阻器的所述另一端直接连接到车辆的点烟器插孔的负极，从而第二电阻器的所述另一端间接连接到蓄电池的负极。

在第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端的连接点与蓄电池的负极之间设置有开关，所述开关控制储能单元和蓄电池之间的连接/断开。或者，在电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端的连接点与蓄电池的正极之间设置有开关，所述开关控制储能单元和蓄电池之间的连接/断开。

根据本发明的另一方面，提供一种用于车辆动力提升的装置，所述装置包括：储能单元，电连接到车辆的蓄电池。储能单元包括：第一电容器和电感器，彼此串联连接，并且连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间；第二电容器和第一电阻器，彼此串联连接，与串联连接的第一电容器和电感器并联，并且连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间。

所述装置还包括：阻抗匹配单元，与储能单元并联连接，在储能单元和蓄电池之间进行阻抗匹配。阻抗匹配单元包括：第三电容器，第三电容器的一端连接到蓄电池的正极；第二电阻器，第二电阻器的一端连接到第三电容器的另一端，第二电阻器的另一端连接到蓄电池的负极。

第二电阻器是可变电阻器，通过调节第二电阻器的电阻值实现储能单元和蓄电池之间的最佳阻抗匹配。

串联连接的第一电容器和电感器直接连接在车辆的点烟器插孔的正极和负极之间，从而第一电容器和电感器间接连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间。串联连接的第二电容器和第一电阻器直接连接在车辆的点烟器插孔的正极和负极之间，从而第二电容器和第一电阻器间接连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间。第三电容器的所述一端直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而第三电容器的所述一端间接连接到蓄电池的正极。第二电阻器的所述另一端直接连接到车辆的点烟器插孔的负极，从而第二电阻器的所述另一端间接连接到蓄电池的负极。

采用本发明的用于车辆动力提升的装置，在车辆启动的初始阶段或车辆中低速行驶时，能够对车辆蓄电池释放一部分电能，减小蓄电池的点火压降，使得蓄电池能够向火花塞持续提供高压电流，从而确保火花塞产生的电火花的火焰核大小，使得燃料与空气的可燃混合气体燃烧充分，从而可提升车辆动力，同时可减小燃料消耗和车辆废气排放量。

根据本发明的用于车辆动力提升的装置的结构简单，体积可以比较小，不占用大的车辆空间，与车辆连接简单，使用电子器件少。根据本发明的用于车辆动力提升的装置利用能量内部循环模式，可实现车辆内部储能和补能作用，可以没有任何外部能源加入车辆，也不消耗车辆能源，不向车辆内输送稳电压和稳电流，也不会向车辆内发送特定脉冲电流，不会对车辆电子线路造成干扰，可靠性和稳定性高。

附图说明

通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：

图1是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置的框图；

图2是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置的储能单元的结构框图；

图3是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置的阻抗匹配单元的结构框图；

图4是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置储能单元的另一连接方式的示意图。

具体实施方式

以下参照附图来详细描述本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置的框图。

参照图1，根据本发明的用于车辆动力提升的装置包括储能单元1，储能单元1电连接到车辆的蓄电池2。储能单元1可从车辆自身的能量源(蓄电池2和/或车辆发电机)接收电能，还可对车辆内部进行放电补能。

图2是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置的储能单元1的结构框图。

参照图2，储能单元1包括：第一电容器C1和电感器L，第一电容器C1的一端连接到电感器L的一端；第二电容器C2和第一电阻器R1，第二电容器C2的一端连接到第一电阻器R1的一端。此外，第一电容器C1的另一端连接到第二电容器C2的另一端，第一电容器C1的所述另一端和第二电容器C2的所述另一端均连接到蓄电池2的负极。电感器L的另一端连接到第一电阻器R1的另一端，电感器L的所述另一端和第一电阻器R1的所述另一端均连接到蓄电池2的正极。

应该理解，第一电容器C1和电感器L的位置可以互换，第二电容器C2和第一电阻器R1的位置也可以互换。即，第一电容器C1和电感器L彼此串联连接，并且连接在车辆的蓄电池2的正极和负极之间；第二电容器C2和第一电阻器R1彼此串联连接，与串联连接的第一电容器C1和电感器L并联，并且连接在车辆的蓄电池2的正极和负极之间。也就是说，包括串联连接的第一电容器C1和电感器L的第一支路与包括串联连接的第二电容器C2和第一电阻器R1的第二支路并联连接在蓄电池2的正极和负极之间。

此外，还可在第一电容器C1的所述另一端和第二电容器C2的所述另一端的连接点与蓄电池2的负极之间设置一个开关(未示出)，所述开关控制储能单元1和蓄电池2之间的连接/断开。或者，也可在电感器L的所述另一端和第一电阻器R1的所述另一端的连接点与蓄电池2的正极之间设置一个开关(未示出)，所述开关控制储能单元1和蓄电池2之间的连接/断开。

可根据实际需要，设置第一电容器C1的电容值、第二电容器C2的电容值以及电感器L的电感值，已满足储能容量的需求。

另外，第一电容器C1和第二电容器C2可使得电流/电压的相位超前90度，电感器L可使得电流/电压的相位滞后90度，电容器和电感器本身是储能元件，通过电容器和电感器的组合，可使得储能单元2接近纯做功，提升功率因素。可通过调整第一电容器C1和第二电容器C2的电容值以及电感器L的电感值，达到最佳储能效果。

在初次使用根据本发明的用于车辆动力提升的装置时(即，储能单元1还没有存储有能量时)，可利用蓄电池2对储能单元1充电，或者可在启动车辆发动机利用车辆发电机对储能单元1充电，或者还可利用额外的充电器对储能单元1充电，以使得储能单元1存储预定水平的电能。

在储能单元1存储有预定水平的电能的情况下，在车辆启动的初始阶段或车辆中低速行驶时(如前所述，此时由于蓄电池2的容量限制，车辆蓄电池提供给火花塞的高压电流会不断减小，导致火花塞产生的电火花的火焰核变小，使得燃料与空气的可燃混合气体燃烧不充分，这会导致车辆动力不足，燃料消耗大，车辆废气排放量增大)，储能单元1能够对蓄电池2释放一部分电能，减小蓄电池2的点火压降，使得蓄电池2能够向火花塞持续提供高压电流，从而确保火花塞产生的电火花的火焰核大小，使得燃料与空气的可燃混合气体燃烧充分，从而可提升车辆动力，同时可减小燃料消耗和车辆废气排放量。

在车辆达到预定车速平稳运转之后，可由车辆发电机对储能单元1充电，以补足储能单元1存储的电能。如此反复，可总体上提升车辆动力。

为了提高储能单元1与蓄电池2之间的电能传输效率，还可在储能单元1与蓄电池2之间设置阻抗匹配单元。

图3是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置的阻抗匹配单元的结构框图。

参照图3，阻抗匹配单元3与储能单元1并联连接，在储能单元和蓄电池之间进行阻抗匹配。

阻抗匹配单元3可包括：第三电容器C3，第三电容器C3的一端连接到蓄电池2的正极；第二电阻器R2，第二电阻器R2的一端连接到第三电容器C3的另一端，第二电阻器R2的另一端连接到蓄电池2的负极。

第二电阻器R2可以是可变电阻器，可通过调节第二电阻器R2的电阻值来实现储能单元1和蓄电池2之间的最佳阻抗匹配，以提高储能单元1与蓄电池2之间的电能传输效率。阻抗匹配单元3自身也有储能和补能功能。

在图2中示出了储能单元1与蓄电池2之间的直接连接，即，第一电容器C1的一端直接连接到蓄电池2的正极，第二电容器C2的一端直接连接到蓄电池2的负极。可选择地，储能单元1还可通过车辆的点烟器插孔与蓄电池2间接连接(通常，车辆的点烟器插孔的正极连接到蓄电池2的正极，车辆的点烟器插孔的负极连接到蓄电池2的负极)。下面参照图4进行说明。

图4是示出根据本发明的用于车辆动力提升的装置储能单元的另一连接方式的示意图。

参照图4，第一电容器C1的一端直接连接到车辆的点烟器插孔4的正极，从而第一电容器C1的一端间接连接到蓄电池2的正极。第二电容器C2的一端直接连接到车辆的点烟器插孔4的负极，从而第二电容器C2的一端间接连接到蓄电池2的负极。

电感器L的另一端和第一电阻器R1的另一端均直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而电感器L的所述另一端和第一电阻器R1的所述另一端间接连接到蓄电池2的正极。

第三电容器C3的一端直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而第三电容器C3的所述一端间接连接到蓄电池2的正极。第二电阻器R2的另一端直接连接到车辆的点烟器插孔的负极，从而第二电阻器R2的所述另一端间接连接到蓄电池2的负极。

通过利用车辆已有的点烟器插孔4来将储能单元1与蓄电池2进行连接，可减少布线。

采用本发明的用于车辆动力提升的装置，在车辆启动的初始阶段或车辆中低速行驶时，能够对车辆蓄电池释放一部分电能，减小蓄电池的点火压降，使得蓄电池能够向火花塞持续提供高压电流，从而确保火花塞产生的电火花的火焰核大小，使得燃料与空气的可燃混合气体燃烧充分，从而可提升车辆动力，同时可减小燃料消耗和车辆废气排放量。

根据本发明的用于车辆动力提升的装置的结构简单，体积可以比较小，不占用大的车辆空间，与车辆连接简单，使用电子器件少。根据本发明的用于车辆动力提升的装置利用能量内部循环模式，可实现车辆内部储能和补能作用，可以没有任何外部能源加入车辆，也不消耗车辆能源，不向车辆内输送稳电压和稳电流，也不会向车辆内发送特定脉冲电流，不会对车辆电子线路造成干扰，可靠性和稳定性高。

虽然在本发明的实施例中描述了用于车辆动力提升的装置可用于传统的燃料车辆(例如汽油车)，但是本发明不限于此，根据本发明的用于车辆动力提升的装置也可应用于纯电动车辆、混合动力电动车辆等其它类型的车辆，同样可以在车辆启动的初始阶段或车辆中低速行驶时提供能量补足，以提升车辆动力。

虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (10)

1.一种用于车辆动力提升的装置，其特征在于，所述装置包括：

储能单元，电连接到车辆的蓄电池，

其中，储能单元包括：

第一电容器和电感器，第一电容器的一端连接到电感器的一端；

第二电容器和第一电阻器，第二电容器的一端连接到第一电阻器的一端，

第一电容器的另一端连接到第二电容器的另一端，第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端均连接到蓄电池的负极，

电感器的另一端连接到第一电阻器的另一端，电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端均连接到蓄电池的正极。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：阻抗匹配单元，与储能单元并联连接，在储能单元和蓄电池之间进行阻抗匹配。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，阻抗匹配单元包括：

第三电容器，第三电容器的一端连接到蓄电池的正极；

第二电阻器，第二电阻器的一端连接到第三电容器的另一端，第二电阻器的另一端连接到蓄电池的负极。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，第二电阻器是可变电阻器，通过调节第二电阻器的电阻值实现储能单元和蓄电池之间的最佳阻抗匹配。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端均直接连接到车辆的点烟器插孔的负极，从而第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端间接连接到蓄电池的负极，

电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端均直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端间接连接到蓄电池的正极，

第三电容器的所述一端直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而第三电容器的所述一端间接连接到蓄电池的正极，

第二电阻器的所述另一端直接连接到车辆的点烟器插孔的负极，从而第二电阻器的所述另一端间接连接到蓄电池的负极。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的装置，其特征在于，在第一电容器的所述另一端和第二电容器的所述另一端的连接点与蓄电池的负极之间设置有开关，所述开关控制储能单元和蓄电池之间的连接/断开；或者

在电感器的所述另一端和第一电阻器的所述另一端的连接点与蓄电池的正极之间设置有开关，所述开关控制储能单元和蓄电池之间的连接/断开。

7.一种用于车辆动力提升的装置，其特征在于，所述装置包括：

储能单元，电连接到车辆的蓄电池，

其中，储能单元包括：第一电容器和电感器，彼此串联连接，并且连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间；第二电容器和第一电阻器，彼此串联连接，与串联连接的第一电容器和电感器并联，并且连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：阻抗匹配单元，与储能单元并联连接，在储能单元和蓄电池之间进行阻抗匹配。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，其中，阻抗匹配单元包括：

第三电容器，第三电容器的一端连接到蓄电池的正极；

第二电阻器，第二电阻器的一端连接到第三电容器的另一端，第二电阻器的另一端连接到蓄电池的负极。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，串联连接的第一电容器和电感器直接连接在车辆的点烟器插孔的正极和负极之间，从而第一电容器和电感器间接连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间，

串联连接的第二电容器和第一电阻器直接连接在车辆的点烟器插孔的正极和负极之间，从而第二电容器和第一电阻器间接连接在车辆的蓄电池的正极和负极之间，

第三电容器的所述一端直接连接到车辆的点烟器插孔的正极，从而第三电容器的所述一端间接连接到蓄电池的正极，

第二电阻器的所述另一端直接连接到车辆的点烟器插孔的负极，从而第二电阻器的所述另一端间接连接到蓄电池的负极。