CN209844842U - 一种汽车低温启动辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种汽车低温启动辅助装置，包括：汽车电源、DC/DC模块、超级电容器模组、启动电机。其特点是：还包括电压逆变模块、变压器、整流模块及控制模块，电压逆变模块的电压输入端与汽车电源的输出端连接，电压逆变模块的输出端与变压器的输入端连接，变压器的副边与整流模块的输入端连接，整流模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的电压输出端与超级电容器模组的输入端连接，超级电容器模组的输出端接入汽车启动电机的电源输入端。变压器为所述汽车电源至少两倍电压的升压变压器。在保持车辆其它用电器电压等级不变的前提下，可有效补偿低温下原汽车电源输出电压的降低，并提高起动电机扭矩，且低温启动速度快，成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车电源技术领域，涉及汽车电源的改进，尤其是一种辅助内燃机在低温情况下启动的控制装置，具体说是一种汽车低温启动辅助装置或者应用于轻度混合动力汽车BSG电机专用电源。
背景技术
汽车普遍存在-41°C以下环境时启动困难的现象或者根本无法启动车辆，这严重影响了汽车的使用性能，现有的等压加装超级电容器模组等发明，无法从根本是解决因低温状态下，辅助电源系统放电过程中的电压降导致启动电机扭矩不足的问题。对于军用汽车，通过加装燃油锅炉的复杂装置，过长的加热时间不能保证战备所需要的红外隐蔽。启动困难的原因是：低温状态下，汽车电池的放电能力衰减近2/3，对于24v电源的汽车来说，低温状态下初始工作电压通常小于17v，加上润滑油粘稠度增高导致的发动机启动扭矩需求增加近1倍，所以原24v电源实际供电电压及启动机扭矩已经不能满足要求。对此，现有的解决方法有二种：一是加装与原车电瓶等电压的超级电容器模组，这种方法中超级电容器虽然增大了输出功率，但输出电压仍然低于正常值，不能保证汽车低温启动成功率；二是加装燃油锅炉来提高温度，这种方法可以有效解决低温启动问题，但是费用昂贵，结构复杂，安装不够便利。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种汽车低温启动辅助装置，在保持车辆其它用电器电压等级不变的前提下，可有效补偿低温下原汽车电源输送给启动电机电压过低扭矩不足的问题，并提高起动电机扭矩以满足车辆低温启动需求，且成本低、汽车加装方便。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种汽车低温启动辅助装置，包括：汽车电源、汽车启动电机、超级电容器模组，其特征在于，还包括：电压逆变模块、变压器、整流模块、控制模块，所述的电压逆变模块的电压输入端与所述汽车电源的输出端连接，所述电压逆变模块的输出端子与所述变压器的输入端子连接，所述的变压器的输出端子与所述整流模块的输入端连接，所述的整流模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述的控制模块的电压输出端与所述超级电容器模组的输入端连接，所述的超级电容器模组的输出端接入所述汽车启动电机的电源输入端；所述的变压器为所述汽车电源至少两倍电压的升压变压器。
对上述技术方案的改进：所述的电压逆变模块包括功率开关管IGBT和IGBT驱动器。
对上述技术方案的进一步改进：所述的控制模块包括由运算放大器CT及其偏置电路组成的电压反馈控制电路以及由三极管BG驱动的继电器电路, 所述继电器电路中的继电器J的常闭触点J1串联在所述超级电容器模组的输入端。常闭触点J1保护超级电容器模组的充电电流、电压在设定范围内，起到保护整个装置的作用。
对上述技术方案的进一步改进：所述的超级电容器模组的额定电压与所述汽车启动电机的驱动电压相匹配，所述的超级电容器模组的功率密度与所述汽车启动电机的低温启动功率匹配，所述超级电容器模组的容量与低温启动汽车所需要消耗的能量相匹配。
对上述技术方案的进一步改进：在所述超级电容器模组5的电压输入端还串联有一电阻R9,在继电器J的常闭触点J1的一端串联有一可调电阻FR。作用是保护系统电压、电流在设定范围内运行。
对上述技术方案的进一步改进：所述继电器J监测汽车低温启动辅助装置的电压跟电流，从而反馈超级电容器模组低温启动辅助装置的电压和电流数值。
本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果是：
本实用新型的汽车低温启动辅助装置加装了升压用的变压器组成DC/DC模块，提高了启动电机输入端的端电压，规避了原汽车电源在低温条件下输出电压过低的问题；在汽车启动电机输入端加装了与汽车电机启动功率和时间长达相匹配的超级电容器模组，保证了在原汽车电瓶低温供电能力弱化的情况下，仍然有足够的电能供给汽车启动电机，使其在低温时能够快速启动；控制模块保证了在汽车启动电机启动后及时断开超级电容器模组。本实用新型的汽车低温启动辅助装置的启动速度快、结构紧凑、成本低，且汽车加装改造方便。
附图说明
图1为本实用新型一种汽车低温启动辅助装置的电路结构示意图；
图中附图标记编号为：1-电压逆变模块、1.1-驱动器、2-变压器、3-整流模块、4-控制模块、5-超级电容器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明：
参见图1，本实用新型一种汽车低温启动辅助装置的实施例，包括：汽车电源、汽车启动电机、电压逆变模块1、变压器2、整流模块3、控制模块4及超级电容器模组5。电压逆变模块1的电压输入端与汽车电源的输出端连接，电压逆变模块1的输出端子与变压器2的输入端子（原边）连接，变压器2的输出端子（副边）与整流模块3的输入端连接，整流模块3的输出端与控制模块4的输入端连接，控制模块4的电压输出端与超级电容器模组5的输入端连接，超级电容器模组5的输出端接入汽车启动电机的电源输入端；变压器2为所述汽车电源至少两倍电压的升压变压器。
进一步地，上述的电压逆变模块1包括功率开关管IGBT和IGBT驱动器。
具体而言：上述的控制模块4包括由运算放大器CT及其偏置电路组成的电压反馈控制电路以及由三极管BG驱动的继电器电路, 所述继电器电路中的继电器J的常闭触点J1串联在超级电容器模组5的输入端。常闭触点J1保护超级电容器模组的充电电流、电压在设定范围内，起到保护整个系统的作用。
上述的超级电容器模组5的额定电压与所述汽车启动电机的驱动电压相匹配，超级电容器模组5的功率密度与所述汽车启动电机的低温启动功率匹配，超级电容器模组5的容量与低温启动汽车所需要消耗的能量相匹配。
在实际实施时，在超级电容器模组5的电压输入端还串联有一电阻R9,在继电器J的常闭触点J1的一端串联有一可调电阻FR。电阻R9和可调电阻FR用来调节超级电容器模组5的充电电流。作用是保护系统电压、电流在设定范围内运行。
进一步地，上述的继电器J监测汽车低温启动辅助装置的电压跟电流，从而反馈超级电容器模组5低温启动辅助装置的电压和电流数值。
本实用新型的汽车低温启动辅助装置工作时，电压逆变模块1将汽车电瓶输出的直流电（常态下为24V）进行逆变，在输出端得到脉冲矩形波；变压器2通过改变原副边匝数实现升压，在副边得到两倍幅值的电压正弦波；整流模块3在图1所示的实施例中包括全桥整流器和滤波电容CI,该电压正弦波经过全桥整流器整流和电容CI滤波后得到2倍于汽车电源（电瓶）电压的直流电，也即48 V直流电，但是由于汽车电瓶输出的24V直流电在低温状态下初始电压通常为23v，因此，整流模块3输出端的直流电压通常在48V左右。该直流电通过控制模块4连接到超级电容器模组5的电压输入端，控制模块4通过电压反馈使输出端电压保持平稳，超级电容器模组5输出的电压具有足够的幅值和功率，使汽车电机迅速启动，控制模块4中的继电器在汽车电机启动后及时断开超级电容器模组5，使汽车进入正常行驶状态。
本实用新型具有“启动迅速”、“红外隐蔽好”及“电磁兼容性保证”等特点，尤其适用于军车及我国西北部等寒冷地区的汽车用户。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种汽车低温启动辅助装置，包括：汽车电源、汽车启动电机、超级电容器模组，其特征在于，还包括：电压逆变模块、变压器、整流模块、控制模块，所述的电压逆变模块的电压输入端与所述汽车电源的输出端连接，所述电压逆变模块的输出端子与所述变压器的输入端子连接，所述的变压器的输出端子与所述整流模块的输入端连接，所述的整流模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述的控制模块的电压输出端与所述超级电容器模组的输入端连接，所述的超级电容器模组的输出端接入所述汽车启动电机的电源输入端；所述的变压器为所述汽车电源至少两倍电压的升压变压器。
2.按照权利要求1所述的汽车低温启动辅助装置，其特征在于，所述的电压逆变模块包括功率开关管IGBT和IGBT驱动器。
3.按照权利要求1或2所述的汽车低温启动辅助装置，其特征在于，所述的控制模块包括由运算放大器CT及其偏置电路组成的电压反馈控制电路以及由三极管BG驱动的继电器电路, 所述继电器电路中的继电器J的常闭触点J1串联在所述超级电容器模组的输入端。
4.按照权利要求1或2所述的汽车低温启动辅助装置，其特征在于，所述的超级电容器模组的额定电压与所述汽车启动电机的驱动电压相匹配，所述的超级电容器模组的功率密度与所述汽车启动电机的低温启动功率匹配，所述超级电容器模组的容量与低温启动汽车所需要消耗的能量相匹配。
5.按照权利要求3所述的汽车低温启动辅助装置，其特征在于，所述的超级电容器模组的额定电压与所述汽车启动电机的驱动电压相匹配，所述的超级电容器模组的功率密度与所述汽车启动电机的低温启动功率匹配，所述超级电容器模组的容量与低温启动汽车所需要消耗的能量相匹配。
6.按照权利要求3所述的汽车低温启动辅助装置，其特征在于，在所述超级电容器模组的电压输入端还串联有一电阻R9,在继电器J的常闭触点J1的一端串联有一可调电阻FR。
7.按照权利要求5所述的汽车低温启动辅助装置，其特征在于，在所述超级电容器模组的电压输入端还串联有一电阻R9,在继电器J的常闭触点J1的一端串联有一可调电阻FR。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920235930.3U CN209844842U (zh) | 2019-02-25 | 2019-02-25 | 一种汽车低温启动辅助装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920235930.3U CN209844842U (zh) | 2019-02-25 | 2019-02-25 | 一种汽车低温启动辅助装置 |
Publications (1)
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| CN209844842U true CN209844842U (zh) | 2019-12-24 |
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| CN201920235930.3U Active CN209844842U (zh) | 2019-02-25 | 2019-02-25 | 一种汽车低温启动辅助装置 |
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| CN (1) | CN209844842U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109921645A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-21 | 青岛高校信息产业股份有限公司 | 一种汽车低温启动辅助装置 |
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2019
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