CN106968862A - 一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置，包括正极输出端子和负极输出端子，还包括第一储能单元、第二储能单元、第一电流接触器、第二电流接触器和切换开关。本发明以更简单可靠的方式实现起动机的升压起动，且放电峰值电流与储能单元本身的放电峰值电流保持一致，不会增加额外的限流；切换至正常电压状态后，储能单元直接与充电机相连，在充电时，不增加额外的功耗。

Description

一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置
技术领域
本发明涉及机动车辆起动技术领域，尤其涉及一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置，适用于各种机动车辆的起动。
背景技术
随着汽车工业的发展和人民生活水平的提高，机动车辆的销量逐年增长；尤其是智能化和自动化的需求增长，在民用、工业及军事方面机动车辆的涉及面也越来越宽，作用越来越大，提高机动车辆在各种环境，尤其是低温环境下的起动成功率尤为重要。
有些车辆闲置时间过长，起动蓄电池的电压处于较低水平，如果不借助外部供电则很难自行起动。我国幅员辽阔，在广大的北方地区，冬季气温很低，蓄电池的放电能力有限，造成车辆难以自行起动。还有部分特种车辆本身不带起动蓄电池。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置。以此来提升车辆起动成功率，特别是在低温等恶劣环境下的起动成功率。车辆起动后，车载发电机开始工作，把装置切换至正常电压，由车载发电机为该装置充电。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置，包括正极输出端子和负极输出端子，还包括第一储能单元、第二储能单元、第一电流接触器、第二电流接触器和切换开关，
第一电流接触器包括第一电磁线圈、第一开关和第二开关，第一电磁线圈通电时，第一开关和第二开关均闭合，第一电磁线圈断电时，第一开关和第二开关均断开；
第二电流接触器包括第二电磁线圈和第三开关，第二电磁线圈通电时，第三开关闭合，第二电磁线圈断电时，第三开关断开；
第一储能单元的正极通过第一开关与第二储能单元的正极连接，第一储能单元的负极通过第二开关与第二储能单元的负极连接；
第一储能单元的正极与正极输出端子连接，第一储能单元的负极通过第三开关与第二储能单元的正极连接，第二储能单元的负极与负极输出端子连接，
切换开关的输入端与驱动正极端子连接，切换开关的第一切换连接端与第一电磁线圈一端连接，第一电磁线圈另一端与驱动负极端子连接，切换开关的第二切换连接端与第二电磁线圈一端连接，第二电磁线圈另一端与驱动负极端子连接。
本发明相对于现有技术具有以下优点：
1、以更简单可靠的方式实现起动机的升压起动，且放电峰值电流与储能单元本身的放电峰值电流保持一致，不会增加额外的限流。
2、切换至正常电压状态后，储能单元直接与充电机相连，在充电时，不增加额外的功耗。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为柴油发动机的启动电流曲线图。
图1中的第一电流接触器SW1、第二电流接触器SW2、切换开关SW3并不限于位置开关或接触器，也可用大功率MOS管或IGBT等半导体器件实现自动控制。
图中：A-第一储能单元；B-第二储能单元；C-正极输出端子；D-负极输出端子；E-驱动正极端子；F-驱动负极端子；SW1-第一电流接触器；SW2-第二电流接触器；SW3-切换开关；CO1-第一电磁线圈；CO2-第二电磁线圈；K1-第一开关；K2-第二开关；K3-第三开关。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1所示，本发明包括切换开关SW3、2个灭弧功能的大电流接触器（第一电流接触器SW1和第二电流接触器SW2）及由2个24V120AH磷酸铁锂电池组组成的储能单元（第一储能单元SW1和第二储能单元SW2），连接方式见图1。具体为：
一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置，包括正极输出端子C和负极输出端子D，还包括第一储能单元A、第二储能单元B、第一电流接触器SW1、第二电流接触器SW2和切换开关SW3，
第一电流接触器SW1包括第一电磁线圈CO1、第一开关K1和第二开关K2，第一电磁线圈CO1通电时，第一开关K1和第二开关K2均闭合，第一电磁线圈CO1断电时，第一开关K1和第二开关K2均断开；
第二电流接触器SW2包括第二电磁线圈CO2和第三开关K3，第二电磁线圈CO2通电时，第三开关K3闭合，第二电磁线圈CO2断电时，第三开关K3断开；
第一储能单元A的正极通过第一开关K1与第二储能单元B的正极连接，第一储能单元A的负极通过第二开关K2与第二储能单元B的负极连接；
第一储能单元A的正极与正极输出端子C连接，第一储能单元A的负极通过第三开关K3与第二储能单元B的正极连接，第二储能单元B的负极与负极输出端子D连接，
切换开关SW3的输入端与驱动正极端子E连接，切换开关SW3的第一切换连接端与第一电磁线圈CO1一端连接，第一电磁线圈CO1另一端与驱动负极端子F连接，切换开关SW3的第二切换连接端与第二电磁线圈CO2一端连接，第二电磁线圈CO2另一端与驱动负极端子F连接。
实验车辆是某超大型柴油发动机配备的起动机。
阶段一：保持切换开关SW3的输入端与第一切换连接端连接，第一电流接触器SW1的第一电磁线圈CO1通电，第一电流接触器SW1的第一开关K1闭合，第二开关K2闭合，此时第二电流接触器SW2的第三开关K3断开，第一储能单元A的正极通过第一开关K1与第二储能单元B的正极连接，第一储能单元A的负极通过第二开关K2与第二储能单元B的负极连接，正极输出端子C和负极输出端子D之间的电压为第一储能单元A和第二储能单元B并联后的电压（24V）。
阶段二：打开起动机的点火开关，起动机开始运转，10秒后，切换开关SW3的输入端与第二切换连接端连通，首先第一电流接触器SW1中的第一驱动线圈CO1中的电流被切断，第一电流接触器SW1的第一开关K1断开，第二开关K2断开，第一储能单元A和第二储能单元B的并联状态被解除；第二电流接触器SW2中的第二驱动线圈CO2通电，第一储能单元A和第二储能单元B实现串联，正极输出端子C和负极输出端子D之间的电压为第一储能单元A和第二储能单元B串联后的电压（48V）。正极输出端子C和负极输出端子D之间的电压为起动机供电。
阶段三：20秒后，发动机起动成功，车载发电机开始工作，但因为电池组端电压高于车载发电机的充电电压，此时把切换开关SW3的输入端与第一切换连接端连接，第一电流接触器SW1的第一开关K1闭合，第二开关K2闭合，此时第二电流接触器SW2的第三开关K3断开，第一储能单元A的正极通过第一开关K1与第二储能单元B的正极连接，第一储能单元A的负极通过第二开关K2与第二储能单元B的负极连接，正极输出端子C和负极输出端子D之间的电压为第一储能单元A和第二储能单元B并联后的电压（24V）。低于发电机的充电电压，车载发电机开始通过正极输出端子C和负极输出端子D为第一储能单元A和第二储能单元B充电。
第一电流接触器SW1和第二电流接触器SW2的型号可选用NADER（良信） NDC1Z-952RTH。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种用于机动车辆便携启动电源的串并转换装置，包括正极输出端子（C）和负极输出端子（D），其特征在于，还包括第一储能单元（A）、第二储能单元（B）、第一电流接触器（SW1）、第二电流接触器（SW2）和切换开关（SW3），
第一电流接触器（SW1）包括第一电磁线圈（CO1）、第一开关（K1）和第二开关（K2），第一电磁线圈（CO1）通电时，第一开关（K1）和第二开关（K2）均闭合，第一电磁线圈（CO1）断电时，第一开关（K1）和第二开关（K2）均断开；
第二电流接触器（SW2）包括第二电磁线圈（CO2）和第三开关（K3），第二电磁线圈（CO2）通电时，第三开关（K3）闭合，第二电磁线圈（CO2）断电时，第三开关（K3）断开；
第一储能单元（A）的正极通过第一开关（K1）与第二储能单元（B）的正极连接，第一储能单元（A）的负极通过第二开关（K2）与第二储能单元（B）的负极连接；
第一储能单元（A）的正极与正极输出端子（C）连接，第一储能单元（A）的负极通过第三开关（K3）与第二储能单元（B）的正极连接，第二储能单元（B）的负极与负极输出端子（D）连接，
切换开关（SW3）的输入端与驱动正极端子（E）连接，切换开关（SW3）的第一切换连接端与第一电磁线圈（CO1）一端连接，第一电磁线圈（CO1）另一端与驱动负极端子（F）连接，切换开关（SW3）的第二切换连接端与第二电磁线圈（CO2）一端连接，第二电磁线圈（CO2）另一端与驱动负极端子（F）连接。
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