CN112832941B - 一种超级电容器启动装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超级电容器启动装置及其控制方法。为了解决启动装置中的超级电容漏电流大导致车辆长时间存放时蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，且无法反向供电的问题；本发明包括依次连接的蓄电池、DC/DC模块和超级电容器；启动装置还包括双向电子开关，双向电子开关的一端与蓄电池相连，双向电子开关的另一端与超级电容器相连；控制模块，采集蓄电池与超级电容器的电压、电流和温度信息，控制双向电子开关和DC/DC模块的通断以及双向电子开关的导通方向。能够实现对超级电容器恒流限压充电，超级电容器实现大电流高功率输出，满足汽车内燃机的启动，同时超级电容器还能够反向为整车敏感负载提供瞬态电压支撑供电。

Description

一种超级电容器启动装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种超级电容器启动内燃机的领域，尤其涉及一种超级电容器启动装置及其控制方法。
背景技术
超级电容器作为一种新型储能器件已广泛应用在轨道交通、港口机械、石油机械、特种设备、风力发电等领域。超级电容作为一种新型储能装置，具有超级储电能力，与传统的电池相比，具有高度可逆，寿命超长（可反复充、放电上十万次），输出、输入功率超大，具有很宽的电压范围和工作温度范围等特点。与传统电解电容器相比，它的能量密度高上千倍，而漏电流小几个数量级。它兼具了电池的高能量贮存特性以及电容器的高功率输出特性。超级电容器在各领域的应用越来越广泛，但受限于电气拓扑设计，总体重量和成本等因素在乘用车领域还未实现批量应用。
目前内燃机启动装置都是蓄电池与超级电容器直接并联，或者增加电阻、二极管预充电回路后并联使用，由于超级电容的漏电流会导致车辆长时间存放蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，时间久，同时也无法实现对整车敏感负载的反向供电。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种利用超级电容器启动内燃机的系统”，其公告号CN201679606U，包括：内燃机，其用于向传动系统提供动力；启动电机，其可与所述内燃机连接，用于启动所述内燃机；电池，其可与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；超级电容器，其与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；充电单元，其与所述电池和所述超级电容器电连接，用于向所述电池和所述超级电容器供电；中央控制模块，其用于检测所述超级电容器两端的电压，从而选择性地控制所述超级电容器和/或所述电池向所述启动电机供电。
该方案的内燃机启动装置都是蓄电池与超级电容器直接并联，但由于超级电容的漏电流会导致车辆长时间存放蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，且无法实现反向供电。
发明内容
本发明主要解决现有技术超级电容器的漏电流会导致车辆长时间存放蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，且无法实现反向供电的问题；提供一种超级电容器启动装置及其控制方法，能够实现对超级电容器恒流、限压快速充电，充满电的超级电容器可以实现大电流高功率输出，满足汽车内燃机的启动，同时超级电容器还能够反向为整车敏感负载提供瞬态电压支撑供电。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明包括依次连接的蓄电池、DC/DC模块和超级电容器，超级电容器的输出端连接有内燃机启动器；所述的启动装置还包括
双向电子开关，双向电子开关的一端与蓄电池的正极相连，双向电子开关的另一端与超级电容器的正极相连；
控制模块，采集蓄电池与超级电容器的电压、电流和温度信息，控制双向电子开关和DC/DC模块的通断以及双向电子开关的导通方向。
本方案的DC/DC模块为BUCK电路，能够实现蓄电池到超级电容器的恒流限压可控充电，设置双向电子开关，当蓄电池与超级电容器的电压差大于额定压差时，双向电子开关断开；当蓄电池与超级电容器的电压差小于额定压差时，双向电子开关充电方向开关闭合，蓄电池直接给超级电容器充电，提高充电效率。启动内燃机时，超级电容器提供大功率来启动内燃机。当检测到蓄电池外接敏感负载而拉低电压时，双向电子开关放电方向闭合，超级电容器为蓄电池反向提供瞬态电压支撑。本方案车辆启动系统提供高功率启动能量和反向瞬态电压支撑；充电电流大，电磁兼容性好，能量转换效率高；延长12V蓄电池的使用寿命，提高到与整车10年以上的使用寿命。
作为优选，所述的双向电子开关包括带保护二极管的N沟道MOS管Q1和带保护二极管的N沟道MOS管Q2；MOS管Q1的漏极连接蓄电池的正极，MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的源极，MOS管Q2的漏极连接超级电容器，MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极分别连接控制模块的第一开关控制端和第二开关控制端。
MOS管Q1与MOS管Q2构成双向电子开关，MOS管Q1为充电方向开关，当MOS管Q1导通时，电流从MOS管Q1的漏极到源极，在通过MOS管Q2的保护二极管流出；同理，MOS管Q2为放电方向开关，当MOS管Q2导通时，电流从MOS管Q2的漏极到源极，再通过MOS管Q1的保护二极管流出，为蓄电池提供瞬态电压支持。控制方便，承受的电流能力强。
作为优选，所述的超级电容器包括若干串联的电容组；电容组为两个并联的电容单体，每个电容组均并联有一个均衡电路。均衡电路检测并联的电容组的电压，当电压过大时进行放电泄压，保证超级电容器的各个单体不过压。
作为优选，所述的控制模块包括
第一开关控制回路，检测双向电子开关处超级电容器的充电电流，控制双向电子开关充电方向的导通或断开；
第二开关控制回路，检测双向电子开关处超级电容器的放电电流，控制双向电子开关放电方向的导通或断开；
充电控制回路，根据蓄电池电压的过压、欠压判断，超级电容器的过温判断，超级电容器的单体过压判断以及第一开关控制回路的输出，控制DC/DC模块的工作或待机。
通过对蓄电池电压的过压、欠压判断，超级电容器的过温判断，超级电容器的单体过压判断以及第一开关控制回路的输出来控制DC/DC模块的工作状态，实现系统过流、过压、过温、反接防护等故障保护。
作为优选，所述的第一开关控制回路包括比较器U1、比较器U2、比较器U4、单稳态触发器U9、非门U6和与门U12；比较器U1的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U1的同相端输入超级电容器输出电压经过电压源vd2后的电压信号，比较器U1的输出端连接单稳态触发器U9的复位端；比较器U4的同相端输入双向电子开关处的充电电流，比较器U4的反相端输入充电电流阈值，比较器U4的输出端连接单稳态触发器U9的脉冲输入端；单稳态触发器U9的输出端连接与门U12的第一输入端；比较器U2的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U2的同相端输入超级电容器输出电压经过电压源vd1后的电压信号，比较器U2的输出端连接与门U12第二输入端；非门U6的输入端输入超级电容器中单体过压信号，非门U6的输出端连接与门U12的第三输入端；与门U12的输出端为第一开关控制端；
所述的第二开关控制回路包括比较器U5、单稳态触发器U10和与门U13；比较器U5的同相端输入双向电子开关处的放电电流，比较器U5的反相端输入放电电流阈值，比较器U5的输出端连接单稳态触发器U10的脉冲输入端；单稳态触发器U10的输出端连接与门U13的第一输入端；非门U6的输出端连接与门U13的第二输入端，与门U13的输出端为第二开关控制端。
电压源vd1提供正电压，电压源vd2提供负电源；比较器U1输出复位信号；比较器U2信号输出压差信号，判断蓄电池与超级电容器的压差是否小于0.3V，若是，则输出高电平；当充电电流满足阈值要求，且蓄电池与超级电容器之间的压差小于0.3V时，闭合双向电子开关中的充电开关，使得蓄电池直接为超级电容器充电。当蓄电池外接敏感负载拉低蓄电池电压时，放电电流满足阈值要求，闭合双向电子开关的放电开关，超级电容器为蓄电池反向提供瞬态电压支持。
作为优选，所述的充电控制回路包括比较器U7、比较器U8、比较器U3和与门U11；比较器U7的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U7的同相端输入过压阈值；比较器U7的输出端连接与门U11的第一输入端；比较器U8的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U8的同相端输入欠压阈值；比较器U8的输出端取反后和与门U11的第二输入端连接；比较器U3的同相端输入超级电容器温度信号，比较器U3的反相端输入温度阈值；比较器U3的输出端取反后和与门U11的第三输入端连接；非门U6和与门U11的第四输入端连接；与门U12的输出端取反后和与门U11的第五输入端连接。
比较器U7、比较器U8和比较器U3均为滞回比较器，比较器U1输出过压信号，输出高电平为没有过压，输出低电平表示过压；比较器U8输出欠压信号，输出高电平表示欠压，输出低电平表示没欠压；比较器U3输出过温信号，输出高电平表示过温，输出低电平表示没有过温；非门U6输出低电平表示超级电容器单体过压，反之输出高电平表示超级电容器单体没有过压。综合判断DC/DC模块是否启动充电，实现系统过流、过压、过温、反接防护等故障保护。
作为优选，包括以下步骤：
S1：整车启动时，控制模块开启DC/DC模块，蓄电池向超级电容器恒流限压充电，双向电子开关断开；
S2：当超级电容器电压与蓄电池电压小于额定压差时，双向电子开关的充电方向闭合；
S3：当点火继电器闭合时，超级电容器输出功率启动内燃机，双向电子开关的充电方向断开，蓄电池通过DC/DC模块为超级电容器充电；
S4：当整车外部的敏感负载拉低蓄电池电压时，双向电子开关放电方向闭合，超级电容器通过双向电子开关为蓄电池提供瞬态电压支撑。
使用本方案的控制方法具有充电电流大，电磁兼容性好，能量转换效率高的优点；为车辆启动系统提供高功率启动能量和反向瞬态电压支撑。
作为优选，当控制模块检测到蓄电池向超级电容器的充电过压、充电欠压、超级电容器过温、超级电容器单体过压或充电过流时，控制模块断开DC/DC模块和双向电子开关。能够实现系统过流、过压、过温、反接防护等故障保护。
本发明的有益效果是：
1. 能够实现蓄电池到超级电容器的恒流限压可控充电，当蓄电池与超级电容器的电压差大于压额定压差时，双向电子开关断开；当蓄电池与超级电容器的电压差小于额定压差时，双向电子开关充电方向开关闭合，蓄电池直接给超级电容器充电，提高充电效率。
2. 设置双向电子开关，当检测到蓄电池外接敏感负载而拉低电压时，双向电子开关放电方向闭合，超级电容器为蓄电池反向提供瞬态电压支撑。
3. 控制模块的逻辑回路实现系统过流、过压、过温、反接防护等故障保护，可靠性强。
附图说明
图1是本发明的一种超级电容器启动装置的电路原理连接结构图。
图2是本发明的一种控制模块逻辑电路图。
图中1.蓄电池，2.DC/DC模块，3.超级电容器，4.内燃机，5.双向电子开关，6.控制模块。
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：
本实施例的一种超级电容器启动装置，如图1所示，包括连接的蓄电池1、DC/DC模块2、超级电容器3、双向电子开关5和控制模块6。
蓄电池1的正极连接DC/DC模块2的输入端，DC/DC模块2的输出端连接超级电容器3的一端，蓄电池1的负极与DC/DC模块2的接地端、超级电容器3的另一端连接接地；双向电子开关5的一端连接蓄电池1的正极，双向电子开关5的另一端连接超级电容器3的一端；超级电容器3的与内燃机4并联。
控制模块6采集蓄电池1与超级电容器3的电压、电流和温度信息，控制双向电子开关5和DC/DC模块2的通断以及双向电子开关5的导通方向。
本实施例的DC/DC模块2为BUCK电路，能够实现蓄电池1到超级电容器3的恒流25A限压15V可控充电。
双向电子开关5包括带保护二极管的N沟道MOS管Q1和带保护二极管的N沟道MOS管Q2。
MOS管Q1的漏极连接蓄电池的正极，MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的源极，MOS管Q2的漏极连接超级电容器，MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极分别连接控制模块6的第一开关控制端和第二开关控制端。
MOS管Q1与MOS管Q2构成双向电子开关5，MOS管Q1为充电方向开关，当MOS管Q1导通时，电流从MOS管Q1的漏极到源极，在通过MOS管Q2的保护二极管流出；同理，MOS管Q2为放电方向开关，当MOS管Q2导通时，电流从MOS管Q2的漏极到源极，再通过MOS管Q1的保护二极管流出，为蓄电池1提供瞬态电压支持。控制方便，承受的电流能力强。
设置双向电子开关5，当检测到蓄电池1外接敏感负载而拉低电压时，双向电子开关5放电方向闭合，超级电容器3为蓄电池1反向提供瞬态电压支撑。当蓄电池1与超级电容器3的电压差大于压额定压差时，双向电子开关5断开，蓄电池1通过DC/DC模块给超级电容器3充电；当蓄电池1与超级电容器3的电压差小于额定压差时，双向电子开关5充电方向开关闭合，即MOS管Q1导通，蓄电池1直接给超级电容器3充电，提高充电效率。
超级电容器3包括若干串联的电容组。电容组为两个并联的电容单体，每个电容组均并联有一个均衡电路。启动内燃机时，超级电容器3提供大功率来启动内燃机。
均衡电路包括分压电阻R1、分压电阻R2和三极管Q3。分压电阻R1的第一端和分压电阻R2的第一端连接，分压电阻R1的第二端连接三极管Q3的集电极，分压电阻R2的第二端连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接地。分压电阻R1的第一端连接超级电容器单体的一端，超级电容器单体的另一端连接三极管Q3的发射极。
均衡电路检测并联的电容组的电压，当电压过大时进行放电泄压，保证超级电容器的各个单体不过压。
本方案车辆启动系统提供高功率启动能量和反向瞬态电压支撑；充电电流大，电磁兼容性好，能量转换效率高；延长12V蓄电池的使用寿命，提高到与整车10年以上的使用寿命。
如图2所示，控制模块包括第一开关控制回路、第二开关控制回路和充电控制回路。
第一开关控制回路检测双向电子开关5处超级电3容的充电电流，控制双向电子开关5充电方向的导通或断开。
第一开关控制回路包括比较器U1、比较器U2、比较器U4、单稳态触发器U9、非门U6和与门U12。
比较器U1的反相端输入蓄电池的电压信号Ua，比较器U1的同相端输入超级电容器3输出电压Ub经过电压源vd2后的电压信号，比较器U1的输出端连接单稳态触发器U9的复位端；比较器U4的同相端输入双向电子开关5处的充电电流chrI，比较器U4的反相端输入充电电流阈值chrIth，比较器U4的输出端连接单稳态触发器U9的脉冲输入端；单稳态触发器U9的输出端连接与门U12的第一输入端；比较器U2的反相端输入蓄电池的电压信号Ua，比较器U2的同相端输入超级电容器3输出电压Ub经过电压源vd1后的电压信号，比较器U2的输出端连接与门U12第二输入端；非门U6的输入端输入超级电容器3中单体过压信号cellOV，非门U6的输出端连接与门U12的第三输入端；与门U12的输出端为第一开关控制端。
电压源vd1提供正电压，电压源vd2提供负电源；在本实施例中，电压源vd1的电压是0.3V。比较器U1输出复位信号；比较器U2信号输出压差信号，判断蓄电池1与超级电容器3的压差是否小于0.3V，若是，则输出高电平；当充电电流满足阈值要求，且蓄电池1与超级电容器3之间的压差小于0.3V时，闭合双向电子开关5中的充电开关，使得蓄电池1直接为超级电容器3充电。
第二开关控制回路检测双向电子开关5处超级电容器3的放电电流，控制双向电子开关5放电方向的导通或断开。
第二开关控制回路包括比较器U5、单稳态触发器U10和与门U13。
比较器U5的同相端输入双向电子开关5处的放电电流dscI，比较器U5的反相端输入放电电流阈值dscIth，比较器U5的输出端连接单稳态触发器U10的脉冲输入端；单稳态触发器U10的输出端连接与门U13的第一输入端；非门U6的输出端连接与门U13的第二输入端，与门U13的输出端为第二开关控制端。
当蓄电池1外接敏感负载拉低蓄电池1电压时，放电电流满足阈值要求，闭合双向电子开关5的放电开关，超级电容器3为蓄电池1反向提供瞬态电压支持。
充电控制回路根据蓄电池1电压的过压、欠压判断，超级电容器3的过温判断，超级电容器3的单体过压判断以及第一开关控制回路的输出，控制DC/DC模块2的工作或待机。
充电控制回路包括比较器U7、比较器U8、比较器U3和与门U11。
比较器U7的反相端输入蓄电池的电压信号Ua，比较器U7的同相端输入过压阈值OVth；比较器U7的输出端连接与门U11的第一输入端；比较器U8的反相端输入蓄电池的电压信号Ua，比较器U8的同相端输入欠压阈值UVth；比较器U8的输出端取反后和与门U11的第二输入端连接；比较器U3的同相端输入超级电容器3温度信号tempe，比较器U3的反相端输入温度阈值Tth；比较器U3的输出端取反后和与门U11的第三输入端连接；非门U6和与门U11的第四输入端连接；与门U12的输出端取反后和与门U11的第五输入端连接。
比较器U7、比较器U8和比较器U3均为滞回比较器，比较器U1输出过压信号，输出高电平为没有过压，输出低电平表示过压；比较器U8输出欠压信号，输出高电平表示欠压，输出低电平表示没欠压；比较器U3输出过温信号，输出高电平表示过温，输出低电平表示没有过温；非门U6输出低电平表示超级电容器单体过压，反之输出高电平表示超级电容器3单体没有过压。
通过对蓄电池1电压的过压、欠压判断，超级电容器3的过温判断，超级电容器3的单体过压判断以及第一开关控制回路的输出来控制DC/DC模块2的工作状态，实现系统过流、过压、过温、反接防护等故障保护。
一种超级电容器启动装置的控制方法，包括以下步骤：
S1：整车启动时，控制模块6开启DC/DC模块2，蓄电池1向超级电容器3恒流限压充电，双向电子开关5断开。
蓄电池1向超级电容器3通过DC/DC模块2的斩波，恒流25A限压15V地给充电。
S2：当超级电容器电压与蓄电池电压小于额定压差时，双向电子开关的充电方向闭合。
在本实施例中，额定压差为0.3V，当超级电容器3与蓄电池1之间的压差小于0.3V时，比较器U2输出高电平，与门U12输出的第一开关控制信号控制双向电子开关5中的MOS管Q1闭合，蓄电池1直接为超级电容器3充电。
S3：当点火继电器闭合时，超级电容器3输出功率启动内燃机4，双向电子开关5的充电方向断开，蓄电池1通过DC/DC模块2为超级电容器3充电。
当点火时，超级电容器3为内燃机4提供7kW的大功率启动，启动后，由于超级电容器3输出大功率，蓄电池1与超级电容器3的电压差大，蓄电池1通过DC/DC模块2向超级电容器3充电。
S4：当整车外部的敏感负载拉低蓄电池1电压时，双向电子开关5放电方向闭合，超级电容器3通过双向电子开关5为蓄电池1提供瞬态电压支撑。
整车外部器件如空调等拉低蓄电池1电压时，双向电子开关5的MOS管Q2导通，使得超级电容器3通过MOS管Q2和MOS管Q1的保护二极管为蓄电池1母线提供瞬态电压支撑。
当控制模块检测到蓄电池向超级电容器的充电过压、充电欠压、超级电容器过温、超级电容器单体过压或充电过流时，控制模块断开DC/DC模块和双向电子开关。能够实现系统过流、过压、过温、反接防护等故障保护。
本实施例的控制模块6中的逻辑电路通过与门U11输出DC/DC模块2的控制信号，与门U11的输入分别为蓄电池的过压信号、欠压信号、超级电容器的过温信号、单体过压信号和第一开关控制信号；一个信号条件不满足都无法实现DC/DC模块的充电启动，能够起到过流、过压、过温、反接防护等故障保护，提高可靠性。
应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种超级电容器启动装置，包括依次连接的蓄电池（1）、DC/DC模块（2）和超级电容器（3），超级电容器的输出端连接有内燃机（4）启动器；其特征在于，所述的启动装置还包括
双向电子开关（5），双向电子开关的一端与蓄电池的正极相连，双向电子开关的另一端与超级电容器的正极相连；
控制模块（6），采集蓄电池与超级电容器的电压、电流和温度信息，控制双向电子开关和DC/DC模块的通断以及双向电子开关的导通方向；
所述的双向电子开关（5）包括带保护二极管的N沟道MOS管Q1和带保护二极管的N沟道MOS管Q2；MOS管Q1的漏极连接蓄电池的正极，MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的源极，MOS管Q2的漏极连接超级电容器，MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极分别连接控制模块（6）的第一开关控制端和第二开关控制端；
MOS管Q1为充电方向开关；MOS管Q2为放电方向开关。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容器启动装置，其特征在于，所述的超级电容器（3）包括若干串联的电容组；电容组为两个并联的电容单体，每个电容组均并联有一个均衡电路。
3.根据权利要求1所述的一种超级电容器启动装置，其特征在于，所述的控制模块（6）包括
第一开关控制回路，检测双向电子开关（5）处超级电容器（3）的充电电流，控制双向电子开关充电方向的导通或断开；
第二开关控制回路，检测双向电子开关处超级电容器的放电电流，控制双向电子开关放电方向的导通或断开；
充电控制回路，根据蓄电池（1）电压的过压、欠压判断，超级电容器的过温判断，超级电容器的单体过压判断以及第一开关控制回路的输出，控制DC/DC模块（2）的工作或待机。
4.根据权利要求3所述的一种超级电容器启动装置，其特征在于，
所述的第一开关控制回路包括比较器U1、比较器U2、比较器U4、单稳态触发器U9、非门U6和与门U12；
比较器U1的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U1的同相端输入超级电容器输出电压经过电压源vd2后的电压信号，比较器U1的输出端连接单稳态触发器U9的复位端；
比较器U4的同相端输入双向电子开关处的充电电流，比较器U4的反相端输入充电电流阈值，比较器U4的输出端连接单稳态触发器U9的脉冲输入端；单稳态触发器U9的输出端连接与门U12的第一输入端；
比较器U2的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U2的同相端输入超级电容器输出电压经过电压源vd1后的电压信号，比较器U2的输出端连接与门U12第二输入端；
非门U6的输入端输入超级电容器中单体过压信号，非门U6的输出端连接与门U12的第三输入端；与门U12的输出端为第一开关控制端；
所述的第二开关控制回路包括比较器U5、单稳态触发器U10和与门U13；
比较器U5的同相端输入双向电子开关处的放电电流，比较器U5的反相端输入放电电流阈值，比较器U5的输出端连接单稳态触发器U10的脉冲输入端；单稳态触发器U10的输出端连接与门U13的第一输入端；非门U6的输出端连接与门U13的第二输入端，与门U13的输出端为第二开关控制端。
5.根据权利要求4所述的一种超级电容器启动装置，其特征在于，所述的充电控制回路包括比较器U7、比较器U8、比较器U3和与门U11；
比较器U7的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U7的同相端输入过压阈值；比较器U7的输出端连接与门U11的第一输入端；
比较器U8的反相端输入蓄电池的电压信号，比较器U8的同相端输入欠压阈值；比较器U8的输出端取反后和与门U11的第二输入端连接；
比较器U3的同相端输入超级电容器温度信号，比较器U3的反相端输入温度阈值；比较器U3的输出端取反后和与门U11的第三输入端连接；
非门U6和与门U11的第四输入端连接；与门U12的输出端取反后和与门U11的第五输入端连接。
6.一种超级电容器启动装置的控制方法，采用权利要求1~5中任意一项所述的一种超级电容器启动装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：整车启动时，控制模块（6）开启DC/DC模块（2），蓄电池（1）向超级电容器（3）恒流限压充电，双向电子开关（5）断开；
S2：当超级电容器电压与蓄电池电压小于额定压差时，双向电子开关的充电方向开关MOS管Q1闭合；
S3：当点火继电器闭合时，超级电容器输出功率启动内燃机（4），双向电子开关的充电方向开关MOS管Q1断开，蓄电池通过DC/DC模块为超级电容器充电；
S4：当整车外部的敏感负载拉低蓄电池电压时，双向电子开关放电方向开关MOS管Q2闭合，超级电容器通过双向电子开关为蓄电池提供瞬态电压支撑。
7.根据权利要求6所述的一种超级电容器启动装置的控制方法，其特征在于，当控制模块（6）检测到蓄电池（1）向超级电容器（3）的充电过压、充电欠压、超级电容器过温、超级电容器单体过压或充电过流时，控制模块断开DC/DC模块（2）和双向电子开关。
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