專利名稱：發(fā)動機起動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動機起動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在車輛都采用起動電動機起動方式，在起動過程中，由蓄電池給起動機供電，但由于起動初始瞬間起動電動機不產(chǎn)生感生電勢，導致起動瞬間電流極大，因此，盡管車用蓄電池可以高倍率放電，但長期的大電流沖擊，將導致蓄電池極板過度極化現(xiàn)象，減少蓄電池壽命，同時起動過程中蓄電池劇烈的電壓變化還會產(chǎn)生強烈的電磁干擾和造成電氣設備短時掉電，因此改善車輛電源在起動過程中的性能十分必要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種發(fā)動機起動系統(tǒng)，以延長蓄電池的壽命，提高起 動機的起動性能。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種發(fā)動機起動系統(tǒng)，包括發(fā)動機；連接到所述發(fā)動機的起動機，所述起動機可操作用于選擇地起動所述發(fā)動機；具有第一電壓電平的蓄電池；防反充二極管；具有第二電壓電平的超級電容組，所述超級電容組與所述防反充二極管串聯(lián)后電性連接于所述蓄電池的兩端，所述超級電容組包括多個串聯(lián)的超級電容器；DC/DC升壓電路，連接于所述蓄電池和超級電容組之間，用于升高來自所述蓄電池的第一電壓電平，以提供在所述超級電容組中的第二電壓電平，所述第二電壓電平高于所述第一電壓電平；開關(guān)，與所述起動機串聯(lián)后電性連接于所述超級電容組的兩端；起動控制模塊，控制所述開關(guān)的閉合和斷開。優(yōu)選的，在上述發(fā)動機起動系統(tǒng)中，所述DC/DC升壓電路為反激式DC/DC升壓電路。由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點本實用新型中的發(fā)動機起動系統(tǒng)利用超級電容容量大、壽命長，可以大電流快速充放電的優(yōu)良性能，在起動瞬間給起動機供電，不僅可以避免大電流對蓄電池的沖擊，延長其壽命，而且可以提供更大的起動功率和起動轉(zhuǎn)矩，從而顯著改善起動性能。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I所示為本實用新型具體實施例中發(fā)動機起動系統(tǒng)的原理圖；圖2所示為圖I中DC/DC升壓電路的示意圖。
具體實施方式
超級電容和普通的電容相同，電容量也取決于于電極間距離和電極表面積，為了得到盡量大的電容量，要盡可能縮小超級電容器電極間距離，增加電極表面積，所以采用雙電層結(jié)構(gòu)、活性炭多孔化電極。即如圖所示的雙電層超級電容，它是靠極化電解液來儲存電能的一種新型儲能裝置。當向電極充電時，處于理想化電極狀態(tài)的電極表面電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使這些離子附于電極表面形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。由于超級電容與傳統(tǒng)電容相比，儲存電荷的面積大得多，電荷被隔離的距離小得 多，因此一個超級電容單元的電容量就高達幾法至數(shù)萬法。由于采用了特殊的工藝，超級電容的等效電阻很低，電容量大且內(nèi)阻小，使得超級電容可以有很高的尖峰電流，放電能力超強，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率高于90%，功率密度可達到300W/KG到5000W/KG之間，是蓄電池的5到10倍。超級電容具有極其優(yōu)良的充、放電性能，在額定電壓范圍內(nèi)，可以以極快的速度充電至任一電壓值，放電時則可以放出所存儲的全部電能，而且沒有蓄電池快速充電和放電的損壞問題。因此超級電容非常適合于短時大功率的應用場合。以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式
對本實用新型進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本實用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。本實用新型實施例公開了一種發(fā)動機起動系統(tǒng)，包括發(fā)動機；連接到所述發(fā)動機的起動機，所述起動機可操作用于選擇地起動所述發(fā)動機；具有第一電壓電平的蓄電池；防反充二極管；具有第二電壓電平的超級電容組，所述超級電容組與所述防反充二極管串聯(lián)后電性連接于所述蓄電池的兩端，所述超級電容組包括多個串聯(lián)的超級電容器；DC/DC升壓電路，連接于所述蓄電池和超級電容組之間，用于升高來自所述蓄電池的第一電壓電平，以提供在所述超級電容組中的第二電壓電平，所述第二電壓電平高于所述第一電壓電平；開關(guān)，與所述起動機串聯(lián)后電性連接于所述超級電容組的兩端；起動控制模塊，控制所述開關(guān)的閉合和斷開。在上述發(fā)動機起動系統(tǒng)中，DC/DC升壓電路優(yōu)選為反激式DC/DC升壓電路；所述第二電壓電平為所述第一電壓電平的約125% ;所述第一電壓電平為24V，所述第二電壓電平為30V。起動控制模塊可根據(jù)起動和充電的工況，控制開關(guān)的閉合和斷開，具體為在起動瞬間，車輛內(nèi)的點火開關(guān)工作，并將信號傳輸至起動控制模塊，起動控制模塊控制開關(guān)閉合，并由超級電容組完成對起動機的供電；在超級電容需要充電時，可通過起動控制模塊控制開關(guān)的斷開。通過將超級電容組與蓄電池并聯(lián)，起動過程可分兩個階段，第一階段是由超級電容組提供能量輸出起動電流的階段，第二階段是由蓄電池提供能量輸出起動電流的階段。第一階段占整個起動過程的1/10左右。本實用新型技術(shù)方案中的發(fā)動機起動系統(tǒng)利用超級電容組容量大、壽命長，可以大電流快速充放電的優(yōu)良性能，在起動瞬間給起動機供電，不僅可以避免大電流對蓄電池的沖擊，延長其壽命，而且可以提供更大的起動功率和起動轉(zhuǎn)矩，從而顯著改善起動性能。參圖I所示,發(fā)動機起動系統(tǒng)10包括發(fā)動機(圖未示)、起動機11、蓄電池12、超級電容組13、DC/DC升壓電路14、開關(guān)15、起動控制模塊16以及防反充二極管17。 發(fā)動機驅(qū)動地連接到變速器(圖未示)，用于推進車輛行走。起動機11，例如本領(lǐng)域內(nèi)公知類型的常規(guī)DC電動機，可操作用于選擇地起動發(fā)動機。開關(guān)15與起動機11串聯(lián)后連接于超級電容組13的兩端，該開關(guān)15響應于起動控制模塊16施加的控制信號而施加或移除起動機11上的電力，起動控制模塊16的電力由蓄電池12提供。超級電容組13包括多個串聯(lián)的超級電容器131，其充完電后具有第二電壓電平。為了防止超級電容組13對蓄電池12放電，在蓄電池12和超級電容組13之間設有防反充二極管17，以防止電流回流損壞蓄電池12，從而達到保護蓄電池12的目的。蓄電池12具有第一電壓電平。在較佳實施例中，蓄電池12中的第一電壓電平為24V，超級電容組13中的第二電壓電平優(yōu)選為第一電壓電平的125%，即30V。DC/DC升壓電路14，優(yōu)選為反激式DC/DC升壓電路，其連接于蓄電池12和超級電容組13之間，用于升高來自蓄電池12的第一電壓電平，以提供在超級電容組13中的第二電壓電平。DC/DC升壓電路14用以實現(xiàn)恒流充電和恒壓保持。反激式DC/DC升壓電路簡單，輸入電壓在很大的范圍內(nèi)波動時，仍可有較穩(wěn)定的輸出，無需切換而達到穩(wěn)定輸出的要求且轉(zhuǎn)換效率高，損失小，變壓器匝數(shù)比值也可做的較小。參圖2所示，反激式DC/DC升壓電路14主要包括功率開關(guān)141、二極管VD、反激變壓器T、濾波電容C，PWM控制電路142、反饋控制電路143和采樣電阻Rl、R2。發(fā)動機起動系統(tǒng)10的原理可以說明如下閉合開關(guān)15，可以使得蓄電池12和超級電容組13并聯(lián)，并將蓄電池12和超級電容組13連接到起動機11，此時，超級電容組13排他地提供第二電壓電平至起動機11，當超級電容組13的電壓低于24V時，則由蓄電池12給起動機11供電。綜上所述，本實用新型中的發(fā)動機起動系統(tǒng)利用超級電容容量大、壽命長，可以大電流快速充放電的優(yōu)良性能，在起動瞬間給起動機供電，不僅可以避免大電流對蓄電池的沖擊，延長其壽命，而且可以提供更大的起動功率和起動轉(zhuǎn)矩，從而顯著改善起動性能。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍?！?br> 權(quán)利要求1.一種發(fā)動機起動系統(tǒng)，其特征在于，包括 發(fā)動機； 連接到所述發(fā)動機的起動機，所述起動機可操作用于選擇地起動所述發(fā)動機； 具有第一電壓電平的蓄電池； 防反充二極管； 具有第二電壓電平的超級電容組，所述超級電容組與所述防反充二極管串聯(lián)后電性連接于所述蓄電池的兩端，所述超級電容組包括多個串聯(lián)的超級電容器； DC/DC升壓電路，連接于所述蓄電池和超級電容組之間，用于升高來自所述蓄電池的第一電壓電平，以提供在所述超級電容組中的第二電壓電平，所述第二電壓電平高于所述第一電壓電平； 開關(guān)，與所述起動機串聯(lián)后電性連接于所述超級電容組的兩端； 起動控制模塊，控制所述開關(guān)的閉合和斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動機起動系統(tǒng)，其特征在于，所述DC/DC升壓電路為反激式DC/DC升壓電路。
專利摘要本實用新型公開一種發(fā)動機起動系統(tǒng)，包括發(fā)動機、連接到所述發(fā)動機的起動機、具有第一電壓電平的蓄電池、防反充二極管、具有第二電壓電平的超級電容組、用以實現(xiàn)恒流充電和恒壓保持的DC/DC升壓電路、開關(guān)以及起動控制模塊。所述超級電容組與所述防反充二極管串聯(lián)后電性連接于所述蓄電池的兩端，起動控制模塊根據(jù)起動和充電的工況，控制所述開關(guān)的閉合和斷開。本實用新型中的發(fā)動機起動系統(tǒng)利用超級電容容量大、壽命長，可以大電流快速充放電的優(yōu)良性能，在起動瞬間給起動機供電，不僅可以避免大電流對蓄電池的沖擊，延長其壽命，而且可以提供更大的起動功率和起動轉(zhuǎn)矩，從而顯著改善起動性能。
文檔編號F02N11/08GK202628357SQ201220298220
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者張茂青, 鄭躍平, 王云鶴, 卞樹松, 許海莉, 嚴震宇 申請人:蘇州大學