CN201315493Y - 一种车用超级电容辅助供电装置 - Google Patents

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Abstract

一种车用超级电容辅助供电装置，用于解决供电电压的稳定性问题。其技术方案是：它由超级电容、防反充二极管和充电电路模块组成，所述超级电容与防反充二极管串联连接后与蓄电池并联连接，所述充电电路模块的输入端Vi接蓄电池电压，输出端接超级电容。本实用新型既能在启动过程中协同蓄电池给起动机供电，又能在大用电量工况下给其它用电设备供电，不仅防止了整车电路电压骤降，有效保护了电气设备，而且延长了汽车在大用电量工况下的工作时间和静置时间。

Description

一种车用超级电容辅助供电装置
技术领域
本实用新型涉及一种能在汽车启动过程中和大用电量工况下协助主电源对用电器供电的装置，属车辆技术领域。
背景技术
目前，汽车电器一般包括蓄电池、发电机、起动机和汽车用电设备。在汽车启动过程中，起动机由蓄电池单独供电，由于起动机瞬时工作电流很大，会导致整车电器端电压骤降，进而可能致使机动车启动困难，蓄电池容量减小、寿命缩短。端电压的过大冲击还会使整车用电设备寿命缩短，并有可能导致发动机、ABS、EPS、防盗等系统的电子控制单元掉电复位。
另外，在雨、雪等恶劣天气下，汽车在用电量很大的工况下行驶时，需要发电机与蓄电池协同供电，蓄电池的容量限制了汽车在此工况下的工作时间。当汽车长时间静置时，其部分用电设备仍需由蓄电池供电维持，蓄电池的容量同样限制了其静置时间。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种既能在启动过程中协同蓄电池给起动机供电，又能在大用电量工况下给其它用电设备供电的车用超级电容辅助供电装置。
本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的：
一种车用超级电容辅助供电装置，由超级电容C、防反充二极管D和充电电路模块CHG组成，所述超级电容C与防反充二极管D串接后与蓄电池并联连接，所述充电电路模块CHG的输入端Vi接蓄电池电压，输出端接超级电容C。
上述车用超级电容辅助供电装置，所述充电电路模块由DC/DC升压电路和开关稳压电路组成，所述开关稳压电路由芯片L4970A构成，所述芯片L4970A的9脚接DC/DC升压电路的输出电压，7脚的输出电压经电感和滤波电容滤波后接超级电容，所述DC/DC升压电路的输入端接蓄电池电压。
上述车用超级电容辅助供电装置，所述超级电容由多个超级子电容串、并联而成。
本实用新型利用与蓄电池并联连接的超级电容在启动过程中协同蓄电池给起动机供电，并在大用电量工况下给用其它电设备提供电能，有效缓解了启动过程中整车电压的波动，延长了机动车在大用电量工况下的工作时间及静置时间。充电电路模块用于给超级电容进行恒压限流充电，反充二极管可防止蓄电池直接对超级电容大电流充电，防止整车电路电压出现较大的波动。本实用新型即能在启动过程中协同蓄电池给起动机供电，又能在大用电量工况下给其它用电设备供电，不仅防止了整车电路电压骤降，有效保护了电气设备，而且延长了汽车在大用电量工况下的工作时间和静置时间。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是超级电容的电原理图；
图3是充电电路模块的电原理图。
图中各标号表示为：B、蓄电池；ST、起动机；G、发动机；C、超级电容；CHG、充电电路模块；D、防反充二极管；J、启动继电器；L、充电指示灯；Z、用电器；K、点火开关；F1～F3、易熔线；U1、开关稳压电路芯片；VD、二极管；C0、超级子电容；L、电感线圈；DC/DC、升压电路。
具体实施方式
参看图1，超级电容C与防反充二极管D串联连接后与蓄电池并联连接，充电电路模块CHG的输入端Vi接蓄电池正极，输出端接超级电容C与防反充二极管D的串接点。点火开关K代号一栏的IG1、ACC、AM2、IG2、ST是点火开关的引线编号，其中AM2与电源连接。点火开关的各个档位为：LOCK：锁车档，各引线均不接电源；ACC：附件档，引线ACC与电源接通；ON：正常行驶档，引线IG1、IG2、ACC与电源接通；START：启动档，引线IG1、IG2、ST与电源接通。汽车正常行驶时，汽车用电器Z由发电机供电。同时，发电机的输出端还经易熔线F3给蓄电池B充电，并经充电电路模块CHG给超级电容C进行恒压限流充电，由于防反充二极管D具有单向导电性，蓄电池B不能直接对超级电容C进行大电流充电，有效降低了整车用电设备的电压波动。
当点火开关K旋至START档时，启动继电器J的常开触点闭合，起动机ST开始工作，超级电容C经防反充二极管D与蓄电池B一起向起动机ST供电，减轻了蓄电池B的负担，防止了整车电路电压骤降。
当汽车处于大用电量工况或静置状态时，超级电容C同样可经防反充二极管D输出电流，延长汽车在大用电量工况下的工作时间和静置时间。
参看图2，超级电容C是由若干个超级子电容C0串联后再由若干组串联的超级子电容C0进行并联而成。多个超级子电容串联可以增加整个超级电容C所能承受的电压，而若干组串联的超级子电容C0进行并联可以使整个超级电容C的电容值增加。
参看图3，充电电路模块CHG是由DC/DC升压电路和一个由L4970A芯片构成的开关稳压电路，发电机B端输出的14.1伏直流电经升压滤波之后得到35V的直流电压，该电压通过图3所示开关稳压电路对超级电容C充电。图3中，C1为输入端滤波电容，C2、C3分别为驱动级启动端和Vref端的滤波电容。R1和R2构成复位输入端的电阻分压器，C4为软启动电容，C5为复位延迟电容。C7和R3构成误差放大器的频率补偿网络，C6则用于高频补偿。R4和C8分别为定时电阻和定时电容。C9为自举电容。续流二极管VD采用MBR2080型(20A/80V)的肖特基二极管。C10和R5构成吸收网络，R6为复位输出端的内部晶体管的集电极电阻。C11为输出端滤波电容。R7、R9为分压电阻。此充电电路额定输出电压为12V，最大输出电流为10A。在满足超级电容储能阵列充电的前提下，可有效降低整车用电设备的的电压波动。

Claims (3)

1、一种车用超级电容辅助供电装置，其特征是，它由超级电容(C)、防反充二极管(D)和充电电路模块(CHG)组成，所述超级电容(C)与防反充二极管(D)串联连接后与蓄电池并联连接，所述充电电路模块(CHG)的输入端Vi接蓄电池电压，输出端接超级电容(C)。
2、根据权利要求1所述车用超级电容辅助供电装置，其特征是，所述充电电路模块CHG由DC/DC升压电路和开关稳压电路组成，所述开关稳压电路由芯片L4970A构成，所述芯片L4970A的9脚接DC/DC升压电路的输出电压，7脚的输出电压经电感(L)和滤波电容(C11)滤波后接超级电容(C)，所述DC/DC升压电路的输人端接蓄电池电压。
3、根据权利要求1或2所述车用超级电容辅助供电装置，其特征是，所述超级电容(C)由多个超级子电容(C0)串、并联而成。
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