CN212890208U - 基于超级电容的车载式备用启动电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于超级电容的车载式备用启动电源系统，包括蓄电池组、超级电容组、均压保护电路、DC‑DC充电电路、并联放电电路和检测显示电路，蓄电池组的负极与超级电容组的负极直接连接，蓄电池组的正极通过专用线与启动电动机连接，同时，蓄电池组的正极分别通过DC‑DC充电电路和并联放电电路与超级电容组的正极连接，并且超级电容组的每个超级电容都与均压保护电路并联。与传统的蓄电池组相比，该启动电源系统具有充电快、放电强、省保养、寿命长的优势。

Description

基于超级电容的车载式备用启动电源系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于超级电容的车载式备用启动电源系统，属于车载电源技术领域。

背景技术

汽车启动电源，也叫“汽车应急启动电源”，是一种集供电和充电功能于一体的便携式启动电源，传统的汽车启动电源大多采用铅酸蓄电池，然而，铅酸蓄电池的体积大、质量重，使用起来有诸多不便。

尤其对于军用车辆而言，车辆的启动功率大、电流强，通常需要安装多块2V或12V大容量铅酸蓄电池，通过混联变成24V启动电源。这种启动电源存在一些缺陷：首先，铅酸蓄电池长期使用后会出现蓄电池极化严重、内阻上升快、容量下降多等问题，严重影响启动效果，甚至影响蓄电池的使用寿命；其次，在极端低温下铅酸蓄电池放电能力大幅下降，导致装备作战性能下降；还有，由于蓄电池需要经常维护保养，并定期更换，因此耗费大量人力、物力。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型提出一种基于超级电容的车载式备用启动电源系统，其使用寿命长，无需经常维护保养，节省了人力和物力。

为实现上述目的，本实用新型的基于超级电容的车载式备用启动电源系统包括蓄电池组、超级电容组、均压保护电路、DC-DC充电电路、并联放电电路和检测显示电路，蓄电池组的负极与超级电容组的负极直接连接，蓄电池组的正极通过专用线与启动电动机连接，同时，蓄电池组的正极分别通过DC-DC充电电路和并联放电电路与超级电容组的正极连接，并且超级电容组的每个超级电容都与均压保护电路并联。

进一步地，检测显示电路连接在DC-DC充电电路和并联放电电路之间，用于检测和显示超级电容组充放电电压、电流、时间等参数。

进一步地，蓄电池组与DC-DC充电电路之间设置启动开关，启动开关通过直流接触器触头与启动电动机连接。

进一步地，并联放电电路连接启动按钮和直流接触器线圈。

进一步地，超级电容组的额定电压为30V，额定容量为300F。

本实用新型的基于超级电容的车载式备用启动电源系统具有如下有益效果：

(1)采用超级电容与蓄电池组合使用，充分发挥了超级电容点，使得整个电源系统具有充电快、放电强、保养省、寿命长、温度适用范围广等优势；

(2)本实用新型的备用启动电源系统按启动需求充电，节省了蓄电池容量，当无需启动时闭锁启动电缆，避免误操作。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步描写和阐述。

图1是本实用新型首选实施方式的基于超级电容的车载式备用启动电源系统的电路原理图。

图2是图1中备用启动电源系统的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图、通过对本实用新型的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型首选实施方式的基于超级电容的车载式备用启动电源系统包括蓄电池组1、超级电容组2、均压保护电路3、DC-DC充电电路4、并联放电电路5和检测显示电路6。

蓄电池组1的正极通过专用线与启动电动机15连接，为启动电动机15的强电路。同时，蓄电池组1的正极与超级电容组2之间还有两路电路，为启动电动机15的弱电路，一路是通过DC-DC充电电路4与超级电容组2连接；另一路是通过并联放电电路5与超级电容组2连接。蓄电池组1的负极与超级电容组2的负极直接连接。这里的“专用线”是指电瓶专用线，优选为紫铜线。

具体地，蓄电池组1与DC-DC充电电路4之间设置启动开关7，该启动开关7通过直流接触器触头8与启动电动机15连接。DC-DC充电电路4受启动开关7的控制，当接通电路总开关而没有接通启动开关7时，DC-DC充电电路4不工作，蓄电池组1可以为车辆其他用电设备正常供电；当需要启动电动机时，接通启动开关7，蓄电池组1通过DC-DC充电电路4给超级电容组2充电。

优选地，DC-DC充电电路4采用限流设计，防止蓄电池组大电流放电造成损伤。

并联放电电路5连接启动按钮9和直流接触器线圈10。并联放电电路5一方面能控制超级电容组2的输出，当超级电容组2充电后与蓄电池组1的电压相等时，并联放电电路5将超级电容组2与蓄电池组1正极并联；另一方面，并联放电电路5能控制启动按钮9给直流接触器线圈10供电，只有放电电路接通后，按下启动按钮9才能实施启动电动机，防止超级电容组2与蓄电池组1正极没有接通时，蓄电池组1单独放电进行启动而损坏。

检测显示电路6连接在DC-DC充电电路4和并联放电电路5之间，用于检测和显示超级电容组2的充放电电压、电流、时间等参数。超级电容组2的每个超级电容都与均压保护电路3并联，均压保护电路3使得超级电容充电时能够充满，放电时负载均匀，并能防止电压过高引起损坏。

在本实施方式中，均压保护电路3、DC-DC充电电路4、并联放电电路5和检测显示电路6均采用本领域成熟的电路设计。

优选地，超级电容组的额定电压为30V，额定容量为300F，工作温度为-40～60℃。超级电容组的长度为322mm，宽度为122.8mm，高度为143.2mm。

如图2所示，闭合电路总开关，超级电容组2与蓄电池组1负极搭铁，蓄电池组1可以向车辆其他电路供电。此时，启动电路处于闭锁状态，不能实施启动。闭合启动开关7，蓄电池组1通过DC-DC充电电路4向超级电容组2充电，同时检测显示电路6工作，记录充电电压、电流、时间等参数。当超级电容组2与蓄电池组1电压相等时，并联放电电路5工作，将超级电容组2与蓄电池组1正极并联，同时启动电路解锁。按下启动按钮9，直流接触器线圈10通电，其触头8闭合，启动电动机弱电路工作。弱电路控制强电路接通，启动电动机15工作。

本实用新型的电源系统采用超级电容与原有蓄电池组成混合启动电源系统，正常情况下蓄电池启动车辆，超级电容处于备电状态，当蓄电池损坏、蓄电池性能下降、低温环境等条件下无法启动车辆时，可自动切换到超级电容启动车辆，确保车辆正常启动。

上述具体实施方式仅仅对本实用新型的优选实施方式进行描述，而并非对本实用新型的保护范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本实用新型所提供的文字描述、附图对本实用新型的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本实用新型的保护范畴。本实用新型的保护范围由权利要求确定。

Claims (5)

1.基于超级电容的车载式备用启动电源系统，其特征在于，包括蓄电池组、超级电容组、均压保护电路、DC-DC充电电路、并联放电电路和检测显示电路，所述蓄电池组的负极与所述超级电容组的负极直接连接，所述蓄电池组的正极通过专用线与启动电动机连接，同时，所述蓄电池组的正极分别通过所述DC-DC充电电路和并联放电电路与所述超级电容组的正极连接，并且所述超级电容组的每个超级电容都与所述均压保护电路并联。

2.根据权利要求1所述的基于超级电容的车载式备用启动电源系统，其特征在于，所述检测显示电路连接在所述DC-DC充电电路和并联放电电路之间，用于检测和显示所述超级电容组充放电电压、电流、时间等参数。

3.根据权利要求2所述的基于超级电容的车载式备用启动电源系统，其特征在于，所述蓄电池组与所述DC-DC充电电路之间设置启动开关，所述启动开关通过直流接触器触头与启动电动机连接。

4.根据权利要求3所述的基于超级电容的车载式备用启动电源系统，其特征在于，所述并联放电电路连接启动按钮和直流接触器线圈。

5.根据权利要求1所述的基于超级电容的车载式备用启动电源系统，其特征在于，所述超级电容组的额定电压为30V，额定容量为300F。

Images