CN216950642U - 一种柴油机启动装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柴油机启动装置，包括蓄电池、储能电容和控制系统；制系统包括启动控制模块、温度传感器、电路、预热模块和升压模块；电路上设置有至少三个接触器，启动控制模块通过控制电路上的接触器分别启动预热模块、储能电容和蓄电池进行工作；启动控制模块与温度传感器电连接，接收采集的温度信号；本实用新型装置将蓄电池的电能升压存储至储能电容，首先通过储能电容启动柴油机，承担了启动冲击最大的一部分负荷，储能电容电压下降至与蓄电池电压相同时，再接入蓄电池与储能电容并联输出，可以提高电压利用率，并解决在低温状态下蓄电池电压较低的问题，可有效提高器件的使用寿命，减少电压降。

Description

一种柴油机启动装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及电源与动力系统技术领域，具体涉及一种柴油机启动装置。

背景技术

目前地面设备底盘或上装柴油发电机组配备的铅酸蓄电池在低温状态下存在放电性能下降、截止电压低的问题，同时低温状态下机油黏度变大，柴油机启动困难。

储能电容器与蓄电池有着较强的互补性，尤其是超级电容器，其特别适用于大功率、需频繁充放电的场合；将超级电容器和蓄电池结合使用，可以发挥各自的优势，实现高功率、高能量的电力提供。

现有技术中直接将储能电容器与蓄电池并联可以略微提高低温状态下的大倍率放电能力，提高柴油机启动的成功率，但是这种设计存在非工作状态下漏电流较大、放电电压低的问题；所以亟待找到一种方法解决储能电容器与蓄电池并联供电存在的缺陷，更好的发挥两者组合使用的优势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种柴油机启动装置，提高柴油机在低温状态下启动的成功率，延长电池的使用寿命。

本实用新型提供的技术方案为：一种柴油机启动装置，包括蓄电池、储能电容和控制系统；

所述控制系统包括启动控制模块、温度传感器、电路、预热模块和升压模块；

所述电路上设置有至少三个接触器，启动控制模块通过控制电路上的接触器分别启动预热模块、储能电容和蓄电池进行工作；

所述启动控制模块与温度传感器电连接，接收采集的温度信号；

所述升压模块的输入端与蓄电池电连接，输出端与储能电容电连接。

进一步地，所述蓄电池为铅酸蓄电池。

进一步地，所述储能电容包括多个串联连接的超级电容器。

进一步地，所述预热模块采用预热塞进行预热。

上述柴油机启动装置的控制方法，包括如下步骤：

S1、启动控制模块首先获取温度传感器采集的温度值以及蓄电池的当前电压，根据获取的温度和蓄电池电压判断是否使用蓄电池输出启动柴油机；

判断到不能使用蓄电池输出启动柴油机时，启动控制模块启动接触器给预热模块上电，预热模块对柴油机进行预热；

S2、启动控制模块根据获取的温度判断预热完成后，启动控制模块控制升压模块将蓄电池提供的电能升压，给储能电容充电至设定电压值；

S3、启动控制模块控制启动接触器，储能电容接通后驱动启动柴油机，启动过程中升压模块实时测量储能电容的电压，当电压下降至与蓄电池电压相同时，启动控制模块控制启动接触器，蓄电池接通后与储能电容并联输出，完成柴油机的启动。

进一步地，所述步骤S1中，直接使用蓄电池输出启动柴油机的条件为：

蓄电池电压大于25V，且温度值大于-5℃；

或蓄电池电压为24.5-25V，且温度值大于0℃；

或蓄电池电压为24-24.5V，且温度值大于5℃；

或蓄电池电压为23.5-24V，且温度值大于10℃。

进一步地，所述步骤S2中，所述储能电容的设定电压值为30V。

本实用新型还提供一种车辆，该车辆包括上述的柴油机启动装置。

与现有技术相比，本实用新型装置将蓄电池的电能升压存储至储能电容，首先通过储能电容器启动柴油机，承担了启动冲击最大的一部分负荷，启动过程中电容电压下降至与蓄电池电压相同时，再接入蓄电池与电容并联输出，可以提高电压利用率，并解决在低温状态下蓄电池电压较低的问题；并且可以减小超级电容器的体积。使用接触器控制在零电压差的时候接入蓄电池，可有效提高器件的使用寿命，减少电压降。

总的来说，本实用新型提供的一种柴油发动机启动装置，大大提高了柴油机在低温状态下启动的成功率，降低了蓄电池在低温状态下的放电倍率，提高了电池的寿命。

附图说明

图1为本实用新型柴油机启动装置电路结构图。

符号说明：1-柴油机启动装置，11-蓄电池，12-储能电容，13-启动控制模块，14-升压模块，15-温度传感器，16-预热模块，2-整车控制器，3-启动机。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步说明本实用新型装置的工作过程。

本实用新型的柴油机启动装置包括蓄电池、储能电容和控制系统；

如图1所示，控制系统包括启动控制模块、温度传感器、电路、预热模块和升压模块；

电路上设置有至少三个接触器，启动控制模块通过控制接触器KM1、KM2、 KM3分别启动蓄电池、预热模块和储能电容进行工作；

具体的，启动控制模块通过开关量输出DO1控制KM3，DO2控制KM1， DO3控制KM2。

启动控制模块与温度传感器电连接，接收采集的温度信号；

升压模块的输入端与蓄电池电连接，输出端与储能电容电连接。

蓄电池采用标称电压28V的铅酸蓄电池。

储能电容包括多个串联连接的超级电容器。

预热模块采用预热塞进行预热。

启动控制模块通过CAN总线连接于整车控制器，接收整车控制器的低温启动指令。

本实用新型的启动装置是在低温状况下的启动辅助装置，用于车辆底盘或上装发电系统；

如图1所示，总动力系统有S1、S2和两个开关，启动前首先开启开关S，正常状态下，可直接通过开关S2启动蓄电池，控制启动机启动。

低温状态下，启动控制模块接收到整车控制器传输过来的低温启动指令，然后首先获取温度传感器采集的温度值以及蓄电池的当前电压，根据不同的温度和蓄电池电压采用不同的启动策略；具体方法如下：

蓄电池电压大于25V，且温度值大于-5℃，直接使用蓄电池输出启动柴油机；

蓄电池电压为24.5-25V，且温度值大于0℃，直接使用蓄电池输出启动柴油机；

蓄电池电压为24-24.5V，且温度值大于5℃，直接使用蓄电池输出启动柴油机；

蓄电池电压为23.5-24V，且温度值大于10℃，直接使用蓄电池输出启动柴油机；

其它情况下则不能直接使用蓄电池输出启动柴油机，需要使用本装置进行辅助启动，具体操作如下：

启动控制模块控制DO3输出启动接触器KM2给预热塞上电，预热塞上电后开始对柴油机进行预热。启动控制模块根据获取的温度判断预热完成后，控制升压模块将蓄电池提供的电能升压后给储能电容充电，储能电容电压充至30V 后，启动控制模块控制DO1输出启动接触器KM3，KM3接通后储能电容驱动启动机启动柴油机，启动过程中升压模块会实时反馈储能电容的电压，当电压下降至与蓄电池电压相同时，低温启动控制模块控制DO2输出启动接触器 KM1，KM1接通后蓄电池会与储能电容并联输出继续驱动启动机完成柴油机启动。

Claims (5)

1.一种柴油机启动装置，其特征在于，包括蓄电池、储能电容和控制系统；

所述控制系统包括启动控制模块、温度传感器、电路、预热模块和升压模块；

所述电路上设置有至少三个接触器，启动控制模块通过控制电路上的接触器分别启动预热模块、储能电容和蓄电池进行工作；

所述启动控制模块与温度传感器电连接，接收采集的温度信号；

所述升压模块的输入端与蓄电池电连接，输出端与储能电容电连接。

2.根据权利要求1所述的一种柴油机启动装置，其特征在于，所述蓄电池为铅酸蓄电池。

3.根据权利要求1所述的一种柴油机启动装置，其特征在于，所述储能电容包括多个串联连接的超级电容器。

4.根据权利要求1所述的一种柴油机启动装置，其特征在于，所述预热模块采用预热塞进行预热。

5.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的柴油机启动装置。

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