[發明專利]一種基于釕超級電容的瞬態功率增強裝置及方法

在審

• 申請號: 201710080017.6
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106712250A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 葉結伢;彭冬亮;楊靜波
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于大功率器件設計、瞬態大功率輸出、功率增強，以及儲能裝置及其管理系統領域，涉及一種基于釕超級電容的瞬態功率增強裝置。

背景技術

瞬態功率增強裝置主要用于重型車輛、大功率微波器件、高能輸出裝置、高功率電機等大負載、大功率系統，以及其他需要提供瞬態大功率輸出的應用場合。

目前，車輛起動依靠蓄電池提供要求的啟動電流來驅動起動電機工作，進而帶動發動機運轉直至發動機進入正常工作狀態。對于大功率車輛，啟動電機功率也相應的要求很大，這時常用的措施是增加蓄電池配置，比如從一組電池增加到兩組，以保證起動電機啟動要求的大功率輸出。為降低起動帶來的機械齒輪損傷，通常采取時間繼電器控制的降壓啟動方式，即啟動初期施加較低的電壓，啟動電機動作后再施加額定電壓使啟動電機運轉。

采用蓄電池直接起動，尤其是大功率啟動電機，存在以下問題：

1)當蓄電池能量不夠時，例如長時間停車，或電池性能降低，很難啟動車輛；

2)冬季或高原低溫狀態下，由于蓄電池的放電能力降低，也很難保證可靠啟動。

現在市場上針對上述問題，有采用超級電容儲能方法，增強瞬態功率，但存在體積大、重量重等缺點，不利于推廣應用。

發明內容

本發明的目的是根據上述蓄電池直接驅動啟動電機的問題和常規超級電容裝置的缺點，提供一種新型實用的瞬態功率增強裝置，解決發動機在蓄電池能量不夠和低溫下不能可靠起動的問題，同時具有體積小、重量輕等特點。

本發明一種基于釕超級電容的瞬態功率增強裝置，包括蓄電池、隔離二極管、開關、充電控制模塊、釕超級電容組、活性炭超級電容組、具有軟起動功能的輸出控制器和起動控制模塊；

所述的蓄電池的一端接地，另一端與隔離二極管的陽極、充電控制模塊的電源輸入端連接，隔離二極管的陰極與開關的一端、充電控制模塊檢測端連接，開關的另一端與充電控制模塊的電源輸入端、釕超級電容組的一端、活性炭超級電容組的一端和具有軟起動功能的控制器電源輸入端連接，充電控制模塊的接地端、釕超級電容組的另一端、活性炭超級電容組的另一端接地，起動控制模塊的信號輸出端與具有軟起動功能的輸出控制器的啟動信號輸入端連接，具有軟起動功能的輸出控制器的接地端接地，具有軟起動功能的輸出控制器的信號輸出端接啟動電機。

一種基于釕超級電容的瞬態功率增強方法，該方法具體包括以下步驟：

步驟一、由充電控制模塊檢測蓄電池電壓，當蓄電池電壓符合要求時，閉合開關；

步驟二、蓄電池電通過隔離二極管、開關向釕超級電容組和活性炭超級電容組充電；

步驟三、充電控制模塊也向釕超級電容組和活性炭超級電容組充電，當電壓達到要求值時，關斷充電；

步驟四、具有軟啟動功能的輸出控制器檢測釕超級電容組和活性炭超級電容組電壓，符合要求并接收到起動控制模塊的起動控制信號時，輸出大功率能量驅動起動電機運轉，當起動控制信號消失或時間達到5s時關斷輸出。

本發明的有益效果：與現有技術比較，本發明具有下列有優點：

1.輸出功率密度大，可達到以常規超級電容組成的增強裝置的兩倍以上；

2.充電時間短，兩次充電工作間隔小于10s；

3.具有電池檢測和充電保護功能；

4.具有軟啟動功能。

5、本發明應用釕超級電容瞬態輸出電流大的優點，采用釕超級電容與普通超級電容配合的方法，實現瞬態大功率輸出。

附圖說明

圖1為本發明基于釕超級電容的瞬態功率增強裝置原理框圖。

圖2為本發明輸出電流曲線。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本發明一種基于釕超級電容的瞬態功率增強裝置，包括蓄電池1、隔離二極管2、開關3、充電控制模塊4、釕超級電容組5、活性炭超級電容組6、具有軟起動功能的輸出控制器7和起動控制模塊9；