CN203570488U - 带超级电容的汽车起动系统 - Google Patents

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吴春建
孙军
何勇
殷岳
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Abstract

本实用新型带超级电容的汽车起动系统，包括：蓄电池、超级电容、起动继电器、电磁开关、起动电机；其中所述蓄电池的正极与所述电磁开关的KL30A触点及起动电机连接，构成汽车起动主回路；在所述起动继电器的86端与所述蓄电池的正极之间串接点火开关KL50，所述起动电机继电器的85端接地；所述蓄电池正极与起动继电器30端连接，起动继电器87端与所述电磁开关的线圈连接；在系统中还设有一个与所述蓄电池并联的超级电容C，所述超级电容C与所述电磁开关KL30B及所述起动电机构成汽车起动辅助回路。本实用新型专利装置能够改善汽车起动瞬间整车电压的降落，使起动平顺快捷，并能保护蓄电池。

Description

带超级电容的汽车起动系统
技术领域
本实用新型属于新型汽车起动系统，涉及起动能量的储存补充，特别是一种带超级电容和二极管的汽车起动系统。
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。现有的汽车起动技术使用铅酸蓄电池储存起动需要的能量，铅酸蓄电池有它的优越性，但在汽车起动过程中，起动机由蓄电池单独供电，由于起动机瞬时工作电流很大，大电流放电会导致蓄电池端电压骤降，可能会影响其它电器的正常工作，致使汽车启动困难，蓄电池容量减小、寿命缩短。另外蓄电池端电压的大幅度跌落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功能紊乱。带起停功能的汽车需要DCDC来调整电压，维持部分电器的正常工作。而DCDC不是一个储存能量的单元，仅起局部电压调节的作用，意义比较小。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种弥补铅酸蓄电池低温放电能力差和大电流放电导致整车电压低的问题，满足起动机起动瞬间需要大电流的要求的带超级电容的汽车起动系统。
为解决上述技术问题，本实用新型带超级电容的汽车起动系统，包括：蓄电池、超级电容、起动继电器、电磁开关、起动电机；其中所述蓄电池的正极与所述电磁开关的KL30A触点及起动电机连接，构成汽车起动主回路；在所述起动继电器的86端与所述蓄电池的正极之间串接点火开关KL50，所述起动电机继电器的85端接地；所述蓄电池正极与起动继电器30端连接，起动继电器87端与所述电磁开关的线圈连接；在系统中还设有一个与所述蓄电池并联的超级电容C，所述超级电容C与所述电磁开关KL30B及所述起动电机构成汽车起动辅助回路。
优选的，在所述点火开关KL50端之后，所述起动继电器的86端与所述起动继电器的87端之间串接一电阻R。
优选的，在所述超级电容C与所述蓄电池的正极之间串接一个大电流二极管D。
优选的，在所述超级电容及所述蓄电池与所述起动电机之间串接一个电磁开关。
本实用新型带超级电容的汽车起动系统设置一个与蓄电池并联的超级电容C，超级电容C大电流放电能力强，汽车起动期间，电流大部分也由超级电容提供，这样保护了蓄电池。在系统中起动继电器的86端与起动电机的正极之间再串接一个电阻R，限制起动机起动瞬间的电流，保护蓄电池，抑制起动脉冲干扰。在电阻R的基础上，在超级电容的正端加大功率二极管，发电机电压高时给超级电容充电，电路中有尖脉冲时由超级电容吸收；电压低时不充电；停车后超级电容的电压不低于发电机工作电压，超级电容优先通过二级管的反向电流提供部分静态电流。同时启动电磁开关使用双触点电磁开关，一个触点KL30A接蓄电池，另一触电KL30B接超级电容，KL30B先于KL30A闭合。
附图说明
图1为本实用新型带超级电容的汽车起动系统电路图一；
图2为本实用新型带超级电容的汽车起动系统电路图二；
图3为本实用新型带超级电容的汽车起动系统电路图三；
图4为本实用新型带超级电容的汽车起动系统电磁开关原理图。
本实用新型带超级电容的汽车起动系统附图中附图标记说明：
1-蓄电池    2-起动继电器    3-起动电机
4-电磁开关  5-发电机
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型带超级电容的汽车起动系统作进一步详细说明。
如图1～图4所示，本实用新型带超级电容C的汽车起动系统，蓄电池1正极与超级电容C正极相连，蓄电池1负极与超级电容C负极相连，蓄电池1正极与起动继电器2的30端连接，起动继电器2的87端与电磁开关4的线圈连接。蓄电池1正极同时接点火开关KL50，点火开关KL50去控制起动机继电器的86端，起动机继电器2的85端接地。
超级电容C与蓄电池1并联时，由于超级电容C器的等效内阻（ESR）远低于蓄电池1的内阻RB，因此，在启动瞬间，启动电流中的大部分电流由超级电容C器提供，蓄电池1仅提供小部分的电流。
超级电容C器大电流放电能力强。汽车起动期间，电流大部分也由超级电容C提供。这样保护了蓄电池1。
超级电容C布置到靠近起动机、尽量远离蓄电池1的位置，减少线束上的电压降，提高起动效率，明显抑制电磁干扰，发挥出超级电容C在电路中稳压滤波的功能。
进一步的，在点火开关KL50的输出端即起动继电器2的86端与继电器2的87即接起动电机3之间串接一电阻R。起限制起动机起动瞬间的电流、保护蓄电池1、抑制起动脉冲干扰的作用。
进一步的，在超级电容C的正端加大功率二极管D，发电机5电压高时给超级电容C充电，电路中有尖脉冲时由超级电容C吸收；电压低时不充电；停车后超级电容C的电压不低于发电机工作电压例如14.5V，蓄电池1电压最高为12.7V，超级电容C优先通过二级管D的反向电流提供部分静态电流。
工作时，驾驶员扭动点火开关意图起动汽车，点火开关KL50触点闭合后，蓄电池1电流通过电阻R流向起动电机3线圈，起动机线圈的电流发生变化，此时回路电流为：I=（EB-E1）/（Rm+Rs+Rl+Rr+R）起动过程的电流尖峰被削除。其中：E1为感应电动势，EB为电池空载端电压，EC为超级电容C的电压，Rm为启动电动机的电枢电阻、Rs为蓄电池1内阻、Rl为线路电阻,Rr为电磁开关吸引线圈电阻。
最大电流为I=（E）/（Rm+Rs+Rl+Rr+R），因为R的存在，电流比较小。该电阻的具体值可根据蓄电池1的内阻、发动机的状况，线束的电阻等情况做调整。
点火开关KL50闭合后，电流同时流向起动继电器2的线圈，因为起动继电器2线圈的延时作用及继电器机械的延时作用，起动继电器2触点延时一段时间后才会闭合，而此时起动电机3中已经建立起感应电势E1。起动继电器2吸合后，起动机电磁开关4线圈得到电，吸合电磁开关4的KL30A、KL30B触点，KL30B触点的闭合先于KL30A触点。此时回路电流为：I=（EC-E1）/（Rm+Rs+Rl）。EC大于等于EB。超级电容优先于蓄电池放电，使蓄电池得到很好的保护。汽车起动完成后，起动继电器触点、电磁开关KL30A、KL30B触点全部断开，发电机发电，给蓄电池和超级电容充电。发电机电压高时给超级电容充电，电路中有尖脉冲时由超级电容吸收；电压低时不充电；停车后超级电容的电压不低于发电机工作电压，超级电容优先通过二级管的反向电流提供部分静态电流。
以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。

Claims (4)

1.带超级电容的汽车起动系统，包括：蓄电池、超级电容、起动继电器、电磁开关、起动电机；其中
所述蓄电池的正极与所述电磁开关的KL30A触点及起动电机连接，构成汽车起动主回路；
在所述起动继电器的86端与所述蓄电池的正极之间串接点火开关KL50，所述起动电机继电器的85端接地；
所述蓄电池正极与起动继电器30端连接，起动继电器87端与所述电磁开关的线圈连接；
其特征在于，在系统中还设有一个与所述蓄电池并联的超级电容C，所述超级电容C与所述电磁开关KL30B及所述起动电机构成汽车起动辅助回路。
2.根据权利要求1所述的带超级电容的汽车起动系统，其特征在于，在所述点火开关KL50端之后，所述起动继电器的86端与所述起动继电器的87端之间串接一电阻R。
3.根据权利要求2所述的带超级电容的汽车起动系统，其特征在于，在所述超级电容C与所述蓄电池的正极之间串接一个大电流二极管D。
4.根据权利要求3所述的带超级电容的汽车起动系统，其特征在于，在所述超级电容及所述蓄电池与所述起动电机之间串接一个电磁开关。
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