CN108270276B - 特种车辆用高压超级电容 - Google Patents

特种车辆用高压超级电容 Download PDF

Info

Publication number
CN108270276B
CN108270276B CN201810327760.1A CN201810327760A CN108270276B CN 108270276 B CN108270276 B CN 108270276B CN 201810327760 A CN201810327760 A CN 201810327760A CN 108270276 B CN108270276 B CN 108270276B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
module
charger
voltage
direct current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810327760.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108270276A (zh
Inventor
郭鹏
赵广
范光华
杜学勇
范砚坤
路玉杰
李申
蒋任君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinxiang North Vehicle Meter Co ltd
Original Assignee
Xinxiang North Vehicle Meter Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinxiang North Vehicle Meter Co ltd filed Critical Xinxiang North Vehicle Meter Co ltd
Priority to CN201810327760.1A priority Critical patent/CN108270276B/zh
Publication of CN108270276A publication Critical patent/CN108270276A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108270276B publication Critical patent/CN108270276B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • H02J7/0021—
    • H02J7/0026—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

一种特种车辆用高压超级电容，通过结合多个直流升压模块串联输出的模式和电容模块的配合，实现了高压超级电容的功能，主要应用于辅助特种车辆低温启动、瞬时大能量补充及高压电网供电时的浪涌电压吸收。产品具有模块化程度高、结构精巧、安装方便、安全可靠、坚固耐用的特点。

Description

特种车辆用高压超级电容
技术领域
本发明涉及特征车辆电气部件的技术领域，特别是涉及一种特种车辆用高压超级电容。
背景技术
目前，特种车辆多采用低压（24V）车载电源和高压（270V以上）外接电网供电并存的方法供电。低压用于车辆启动和仪器仪表类设备，高压用于大功率用电设备，以解决大电流（＞300A）长时间工作电缆发热及电缆过重、过粗问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种特种车辆用高压超级电容。
本发明的技术方案是：一种特种车辆用高压超级电容，其特征是：该超级电容含有外部的壳体，和壳体内部的电容模块、充电机模块、两个直流接触器、电流传感器，所述的电容模块包括若干个电容单体及容纳这些电容单体的电容组壳体，电容组壳体下部通过减震垫板固定在壳体的底板上；所述的直流接触器和电流传感器位于电容模块的前部，所述的充电机模块位于电容模块的上部，充电机模块的两侧通过支撑架安装在壳体的两侧壁上；在壳体内的充电机模块的前端还设有通过盒体封装的控制板组件；在壳体外表面设有插接头组件，所述的充电机模块连接车载24V电瓶，充电机模块的输出端连接电容模块给电容充电，电容模块通过上述两个直流接触器连接外电网同时也连接车载高压的用电器。
优选的，所述的充电机模块包括6个24V转48V直流升压模块，直流升压模块的输入端连接车载24V主电路，直流升压模块的输出端串联后连接电容模块给电容模块供电。
优选的，所述的直流接触器和电流传感器底部通过减震垫板安装在壳体的底板上。
优选的，所述的控制板包括电源部分、电容电压检测部分、外接电网电压检测部分、单体电容电压状态采集部分、电容温度状态采集部分、充电机温度状态采集部分、输出电流采集部分、单片机处理器、通讯总线部分、直流接触器控制部分、充电机24V输入控制部分、充电机启动开关控制部分，所述的电源部分与车载24V电瓶连接，分别输入12V和5V电压，
所述的电容电压检测部分一端连接电容模块的输出端，另一端连接单片机的输入接口，
所述的外界电网电压检测部分一端通过插接头组件连接外界电网，另一端连接单片机的输入接口，
所述的电容模块上设有单体电压输出接口和温度输出接口，所述的单体电容电压状态采集部分一端连接上述的单体电压输处接口，另一端连接单片机的输入接口，电容温度状态采集部分一端连接上述的温度输出接口，另一端连接单片机的输入接口，所述的充电机模块上设有温度输出接口，所述的充电机温度状态采集部分一端连接该接口，另一端连接单片机的输入接口，
所述的输出电流采集部分包括前述的电流传感器和采集电路，该电流传感器安装在电容模块的输出端，采集电路一端连接电流传感器，另一端连接单片机输入接口；
所述的两个直流接触器的强电端分别连接在电容模块的输出端的正极和负极上，两个直流接触器弱电端分别连接在24V的电路中，在两个24V电路中分别设有继电器开关K2和K3，继电器开关K2和K3通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制；
充电机24V电源输入控制部分包括连接在24V的电路中的继电器开关K1，该继电器开关K1通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制；
充电机启动开关控制部分包括继电器开关K4，继电器开关K4通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制。
本发明的技术效果
该特种车辆用高压超级电容，主要应用于辅助特种车辆低温启动、瞬时大能量补充及高压电网供电时的浪涌电压吸收。产品具有模块化程度高、结构精巧、安装方便、安全可靠、坚固耐用的特点。
附图说明
图1为特种车辆用高压超级电容的主视剖面结构示意图；
图2为控制板的电路中的CPU及通讯总线部分的原理图；
图3为电容电压检测部分和外接电网电压检测部分的原理图；
图4为单体电容电压状态采集部分原理图；
图5为电容温度状态采集部分原理图；
图6为充电机温度状态采集部分原理图；
图7为输出电流采集部分原理图；
图8为充电机24V电源输入控制部分原理图；
图9为直流接触器控制部分正极的原理图；
图10为直流接触器控制部分负极的原理图；
图11为充电机启动开关控制部分的原理图；
图12为控制板的电源部分的原理图；
图中1.插接头、2.控制板组件、3.壳体、4.充电机模块、5.电容模块、6.减震垫板、7.电流传感器、8.直流接触器。
实施方式
实施例一：参见图1-12，图中一种特种车辆用高压超级电容，其特征是：该超级电容含有外部的壳体，和壳体内部的电容模块、充电机模块、两个直流接触器、电流传感器，所述的电容模块包括若干个电容单体及容纳这些电容单体的电容组壳体，电容组壳体下部通过减震垫板固定在壳体的底板上；所述的直流接触器和电流传感器位于电容模块的前部，所述的充电机模块位于电容模块的上部，充电机模块的两侧通过支撑架安装在壳体的两侧壁上；在壳体内的充电机模块的前端还设有通过盒体封装的控制板组件；在壳体外表面设有插接头组件，所述的充电机模块连接车载24V电瓶，充电机模块的输出端连接电容模块给电容充电，电容模块通过上述两个直流接触器连接外电网同时也连接车载高压的用电器。
所述的充电机模块包括6个24V转48V直流升压模块，直流升压模块的输入端连接车载24V主电路，直流升压模块的输出端串联后连接电容模块给电容模块供电。
所述的直流接触器和电流传感器底部通过减震垫板安装在壳体的底板上。
所述的控制板包括电源部分、电容电压检测部分、外接电网电压检测部分、单体电容电压状态采集部分、电容温度状态采集部分、充电机温度状态采集部分、输出电流采集部分、单片机处理器、通讯总线部分、直流接触器控制部分、充电机24V输入控制部分、充电机启动开关控制部分，所述的电源部分与车载24V电瓶连接，分别输入12V和5V电压，
所述的电容电压检测部分一端连接电容模块的输出端，另一端连接单片机的输入接口，所述的外界电网电压检测部分一端通过插接头组件连接外界电网，另一端连接单片机的输入接口，二者结合才能判断电容模块是否可以介入工作。
所述的电容模块上设有单体电压输出接口和温度输出接口，所述的单体电容电压状态采集部分一端连接上述的单体电压输处接口，另一端连接单片机的输入接口，电容温度状态采集部分一端连接上述的温度输出接口，另一端连接单片机的输入接口，所述的充电机模块上设有温度输出接口，所述的充电机温度状态采集部分一端连接该接口，另一端连接单片机的输入接口，这样单片机就能监控到电容模块的单体电压和温度状态、以及充电机模块的温度状态，当快要产生故障时可以及时的采取断电的措施，避免电容模块损坏。
所述的输出电流采集部分包括前述的电流传感器和采集电路，该电流传感器安装在电容模块的输出端，采集电路一端连接电流传感器，另一端连接单片机输入接口；
所述的两个直流接触器的强电端分别连接在电容模块的输出端的正极和负极上，两个直流接触器弱电端分别连接在24V的电路中，在两个24V电路中分别设有继电器开关K2和K3，继电器开关K2和K3通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制；
充电机24V电源输入控制部分包括连接在24V的电路中的继电器开关K1，该继电器开关K1通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制；
充电机启动开关控制部分包括继电器开关K4，继电器开关K4通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制。
该高压超级电容在充电模式时，用车载发电机提供的24V主电路的电流作为输入端，通过充电机模块的升压给电容模块进行充电；当车辆启动时、或者其他车载270V高压设备启动时，电容模块作为能量补充来辅助车辆启动或者其他车载270V高压设备启动，避免启动时对外接电网的冲击；另外在其他车载270V高压设备正常工作时，电容模块还具有防止电网浪涌的破坏的功能，能够保护车载的270V高压设备的运行安全。
运行过程如下：
a) 当要启动车载大电流用电器时，cpu接收到超级电容的启动指令时，延时2秒后开始检测电容和电网电压，如果电容模块的输出电压高于或等于电网电压，则吸合直流接触器，将电容模块并入外接电网中；如果电容模块输出电压低于电网电压，开启充电机，充电机将电容模块充电至高于电网电压或充电至电容模块的额定电压，然后吸合直流接触器，再将电容模块并入外接电网中；
当cpu接收到不充电指令后，若判断出电容模组电压高于或等于电网电压，关闭充电机，控制直流接触器吸合，将电容模块并入外接电网中；如果电容模组电压低于电网电压，直流接触器不吸合，电容模块不并入外接电网中，充电机仍处于关闭状态；
b) cpu接收到超级电容的启动指令时，关闭充电机输出，断开直流接触器，电容模块不并入外接电网中；
c) 直流接触器吸合后，循环检测电网电压，如果低于250V，开启充电机输出为电容充电至270V后关闭充电机输出；
d) 通过通讯总线上传超级电容的工作状态如电压、电流、温度、充电状态（静置、充电中、充电完成）、报警及错误状态等；
e)在维护状态下，接收高压超级电容不充电输出指令，执行高压超级电容充电机不充电且直流接触器可控制输出和断开。

Claims (2)

1.一种特种车辆用高压超级电容，其特征是：该超级电容含有外部的壳体，和壳体内部的电容模块、充电机模块、两个直流接触器、电流传感器，所述的电容模块包括若干个电容单体及容纳这些电容单体的电容组壳体，电容组壳体下部通过减震垫板固定在壳体的底板上；所述的直流接触器和电流传感器位于电容模块的前部，所述的充电机模块位于电容模块的上部，充电机模块的两侧通过支撑架安装在壳体的两侧壁上；在壳体内的充电机模块的前端还设有通过盒体封装的控制板组件；在壳体外表面设有插接头组件，所述的充电机模块连接车载24V电瓶，充电机模块的输出端连接电容模块给电容充电，电容模块通过上述两个直流接触器连接外电网同时也连接车载高压的用电器；
所述的充电机模块包括6个24V转48V直流升压模块，直流升压模块的输入端连接车载24V主电路，直流升压模块的输出端串联后连接电容模块给电容模块供电；
所述的控制板组件包括电源部分、电容电压检测部分、外接电网电压检测部分、单体电容电压状态采集部分、电容温度状态采集部分、充电机温度状态采集部分、输出电流采集部分、单片机处理器、通讯总线部分、直流接触器控制部分、充电机24V输入控制部分、充电机启动开关控制部分，所述的电源部分与车载24V电瓶连接，分别输入12V和5V电压，
所述的电容电压检测部分一端连接电容模块的输出端，另一端连接单片机的输入接口，
所述的外接电网电压检测部分一端通过插接头组件连接外接电网，另一端连接单片机的输入接口，
所述的电容模块上设有单体电压输出接口和温度输出接口，所述的单体电容电压状态采集部分一端连接上述的单体电压输处接口，另一端连接单片机的输入接口，电容温度状态采集部分一端连接上述的温度输出接口，另一端连接单片机的输入接口，
所述的充电机模块上设有温度输出接口，所述的充电机温度状态采集部分一端连接该接口，另一端连接单片机的输入接口，
所述的输出电流采集部分包括前述的电流传感器和采集电路，该电流传感器安装在电容模块的输出端，采集电路一端连接电流传感器，另一端连接单片机输入接口；
所述的两个直流接触器的强电端分别连接在电容模块的输出端的正极和负极上，两个直流接触器弱电端分别连接在24V的电路中，在两个24V电路中分别设有继电器开关K2和K3，继电器开关K2和K3通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制；
充电机24V电源输入控制部分包括连接在24V的电路中的继电器开关K1，该继电器开关K1通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制；
充电机启动开关控制部分包括继电器开关K4，继电器开关K4通过12V的继电器线圈电路进行控制，该12V的继电器线圈电路中的三极管通过5V的光电耦合器进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种特种车辆用高压超级电容，其特征在于：所述的直流接触器和电流传感器底部通过减震垫板安装在壳体的底板上。
CN201810327760.1A 2018-04-12 2018-04-12 特种车辆用高压超级电容 Active CN108270276B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810327760.1A CN108270276B (zh) 2018-04-12 2018-04-12 特种车辆用高压超级电容

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810327760.1A CN108270276B (zh) 2018-04-12 2018-04-12 特种车辆用高压超级电容

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108270276A CN108270276A (zh) 2018-07-10
CN108270276B true CN108270276B (zh) 2023-12-19

Family

ID=62777635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810327760.1A Active CN108270276B (zh) 2018-04-12 2018-04-12 特种车辆用高压超级电容

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108270276B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113300447B (zh) * 2021-06-18 2023-05-05 新乡北方车辆仪表有限公司 一种高压超级电容模组的自适应充电方法
CN113928223A (zh) * 2021-10-28 2022-01-14 新乡北方车辆仪表有限公司 一种特种车辆用自适应清洁型光电观察镜的设计方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102163860A (zh) * 2011-05-09 2011-08-24 上海三玖电气设备有限公司 一种采用超级电容构成的快速充电系统
CN103475071A (zh) * 2013-10-16 2013-12-25 珠海英搏尔电气有限公司 充电机
CN103576034A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司 充电机功率模块的检测装置
CN104242427A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 东莞博力威电池有限公司 一种汽车应急启动电源
CN104319832A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 株洲时代装备技术有限责任公司 一种用于超级电容储能式有轨电车的地面成套充电装置
CN205335897U (zh) * 2015-12-31 2016-06-22 上海广为美线电源电器有限公司 以超级电容为载体的车载应急启动电源
CN206673613U (zh) * 2017-01-22 2017-11-24 湖南电将军新能源有限公司 一种基于超级电容的汽车启动电源
CN208461478U (zh) * 2018-04-12 2019-02-01 新乡北方车辆仪表有限公司 特种车辆用高压超级电容

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9854438B2 (en) * 2013-03-06 2017-12-26 Gogoro Inc. Apparatus, method and article for authentication, security and control of portable charging devices and power storage devices, such as batteries
CN106716817A (zh) * 2014-04-03 2017-05-24 L·奥拉 用于便携式电子设备的电池充电器和使用所述电池充电器的便携式电子设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102163860A (zh) * 2011-05-09 2011-08-24 上海三玖电气设备有限公司 一种采用超级电容构成的快速充电系统
CN103475071A (zh) * 2013-10-16 2013-12-25 珠海英搏尔电气有限公司 充电机
CN103576034A (zh) * 2013-11-15 2014-02-12 北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司 充电机功率模块的检测装置
CN104242427A (zh) * 2014-09-15 2014-12-24 东莞博力威电池有限公司 一种汽车应急启动电源
CN104319832A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 株洲时代装备技术有限责任公司 一种用于超级电容储能式有轨电车的地面成套充电装置
CN205335897U (zh) * 2015-12-31 2016-06-22 上海广为美线电源电器有限公司 以超级电容为载体的车载应急启动电源
CN206673613U (zh) * 2017-01-22 2017-11-24 湖南电将军新能源有限公司 一种基于超级电容的汽车启动电源
CN208461478U (zh) * 2018-04-12 2019-02-01 新乡北方车辆仪表有限公司 特种车辆用高压超级电容

Also Published As

Publication number Publication date
CN108270276A (zh) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204557082U (zh) 纯电动汽车整车控制器供电唤醒系统及其供电唤醒电路
CN104709104B (zh) 电动车电池包的快换方法及快换系统
CN203014409U (zh) 一种电动汽车蓄电池自动充电系统
CN106099254B (zh) 一种电池系统和电动汽车
CN106114267A (zh) 一种电动车电池包切换控制装置及方法
CN114123378B (zh) 一种电动汽车的取电控制方法
CN108270276B (zh) 特种车辆用高压超级电容
CN211377693U (zh) 一种基于太阳能和感应取能的输电线路混合供电电源
CN108427052B (zh) 一种连接检测装置、充电测试系统及充放电测试系统
CN202794473U (zh) 一种电池活化装置
CN202840644U (zh) 一种充电系统
CN113479062B (zh) 电池高压回路的监测装置、方法、电池、动力系统及汽车
CN111775706A (zh) 一种动力电池低压手动维护开关控制系统及车辆
CN203504265U (zh) 一种电动汽车充电系统
CN203278384U (zh) 车载视频终端供电系统
CN206452133U (zh) 高集成锂电池储能电源
CN208461478U (zh) 特种车辆用高压超级电容
CN115848322A (zh) 一种电动汽车充电系统以及方法
CN203844626U (zh) 一种电动汽车辅助控制器
CN108777498B (zh) 一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置
CN202940367U (zh) 一种电动自行车安全充电插座
CN207000182U (zh) 一种电动汽车整车高压电缆连接状态的监测互锁处理系统
CN215436314U (zh) 一种适用于演示车辆的蓄电池替代电源
CN220076187U (zh) 新能源汽车车载储能可移动系统
CN104836266A (zh) 电动汽车的充电控制系统及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant