帶超級電容的汽車起動系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型帶超級電容的汽車起動系統，包括：蓄電池、超級電容、起動繼電器、電磁開關、起動電機；其中所述蓄電池的正極與所述電磁開關的KL30A觸點及起動電機連接，構成汽車起動主回路；在所述起動繼電器的86端與所述蓄電池的正極之間串接點火開關KL50，所述起動電機繼電器的85端接地；所述蓄電池正極與起動繼電器30端連接，起動繼電器87端與所述電磁開關的線圈連接；在系統中還設有一個與所述蓄電池并聯的超級電容C，所述超級電容C與所述電磁開關KL30B及所述起動電機構成汽車起動輔助回路。本實用新型專利裝置能夠改善汽車起動瞬間整車電壓的降落，使起動平順快捷，并能保護蓄電池。
【專利說明】帶超級電容的汽車起動系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于新型汽車起動系統，涉及起動能量的儲存補充，特別是一種帶超級電容和二極管的汽車起動系統。
【背景技術】
[0002]目前，汽車電器一般包括蓄電池、發電機、起動機和汽車用電設備。現有的汽車起動技術使用鉛酸蓄電池儲存起動需要的能量，鉛酸蓄電池有它的優越性，但在汽車起動過程中，起動機由蓄電池單獨供電，由于起動機瞬時工作電流很大，大電流放電會導致蓄電池端電壓驟降，可能會影響其它電器的正常工作，致使汽車啟動困難，蓄電池容量減小、壽命縮短。另外蓄電池端電壓的大幅度跌落還會使整車用電設備壽命縮短，并有可能導致發動機、ABS、EPS、防盜等系統的電子控制單元功能紊亂。帶起停功能的汽車需要DCDC來調整電壓，維持部分電器的正常工作。而DCDC不是一個儲存能量的單元，僅起局部電壓調節的作用，意義比較小。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種彌補鉛酸蓄電池低溫放電能力差和大電流放電導致整車電壓低的問題，滿足起動機起動瞬間需要大電流的要求的帶超級電容的汽車起動系統。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型帶超級電容的汽車起動系統，包括:蓄電池、超級電容、起動繼電器、電磁開關、起動電機；其中所述蓄電池的正極與所述電磁開關的KL30A觸點及起動電機連接，構成汽車起動主回路；在所述起動繼電器的86端與所述蓄電池的正極之間串接點火開關KL50，所述起動電機繼電器的85端接地；所述蓄電池正極與起動繼電器30端連接，起動繼電器87端與所述電磁開關的線圈連接；在系統中還設有一個與所述蓄電池并聯的超級電容C，所述超級電容C與所述電磁開關KL30B及所述起動電機構成汽車起動輔助回路。
[0005]優選的，在所述點火開關KL50端之后，所述起動繼電器的86端與所述起動繼電器的87端之間串接一電阻R。
[0006]優選的，在所述超級電容C與所述蓄電池的正極之間串接一個大電流二極管D。
[0007]優選的，在所述超級電容及所述蓄電池與所述起動電機之間串接一個電磁開關。
[0008]本實用新型帶超級電容的汽車起動系統設置一個與蓄電池并聯的超級電容C，超級電容C大電流放電能力強，汽車起動期間，電流大部分也由超級電容提供，這樣保護了蓄電池。在系統中起動繼電器的86端與起動電機的正極之間再串接一個電阻R，限制起動機起動瞬間的電流，保護蓄電池，抑制起動脈沖干擾。在電阻R的基礎上，在超級電容的正端加大功率二極管，發電機電壓高時給超級電容充電，電路中有尖脈沖時由超級電容吸收；電壓低時不充電；停車后超級電容的電壓不低于發電機工作電壓，超級電容優先通過二級管的反向電流提供部分靜態電流。同時啟動電磁開關使用雙觸點電磁開關，一個觸點KL30A 接蓄電池，另一觸電KL30B接超級電容，KL30B先于KL30A閉合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型帶超級電容的汽車起動系統電路圖一；
[0010]圖2為本實用新型帶超級電容的汽車起動系統電路圖二 ；
[0011]圖3為本實用新型帶超級電容的汽車起動系統電路圖三；
[0012]圖4為本實用新型帶超級電容的汽車起動系統電磁開關原理圖。
[0013]本實用新型帶超級電容的汽車起動系統附圖中附圖標記說明:
[0014]1-蓄電池 2-起動繼電器 3-起動電機
[0015]4-電磁開關5-發電機
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型帶超級電容的汽車起動系統作進一步詳細說明。
[0017]如圖1?圖4所示，本實用新型帶超級電容C的汽車起動系統，蓄電池I正極與超級電容C正極相連，蓄電池I負極與超級電容C負極相連，蓄電池I正極與起動繼電器2的30端連接，起動繼電器2的87端與電磁開關4的線圈連接。蓄電池I正極同時接點火開關KL50,點火開關KL50去控制起動機繼電器的86端，起動機繼電器2的85端接地。
[0018]超級電容C與蓄電池I并聯時，由于超級電容C器的等效內阻(ESR)遠低于蓄電池I的內阻RB，因此，在啟動瞬間，啟動電流中的大部分電流由超級電容C器提供，蓄電池I僅提供小部分的電流。
[0019]超級電容C器大電流放電能力強。汽車起動期間，電流大部分也由超級電容C提供。這樣保護了蓄電池I。
[0020]超級電容C布置到靠近起動機、盡量遠離蓄電池I的位置，減少線束上的電壓降，提高起動效率，明顯抑制電磁干擾，發揮出超級電容C在電路中穩壓濾波的功能。
[0021]進一步的，在點火開關KL50的輸出端即起動繼電器2的86端與繼電器2的87即接起動電機3之間串接一電阻R。起限制起動機起動瞬間的電流、保護蓄電池1、抑制起動脈沖干擾的作用。
[0022]進一步的，在超級電容C的正端加大功率二極管D，發電機5電壓高時給超級電容C充電，電路中有尖脈沖時由超級電容C吸收；電壓低時不充電；停車后超級電容C的電壓不低于發電機工作電壓例如14.5V，蓄電池I電壓最高為12.7V，超級電容C優先通過二級管D的反向電流提供部分靜態電流。
[0023]工作時，駕駛員扭動點火開關意圖起動汽車，點火開關KL50觸點閉合后，蓄電池I電流通過電阻R流向起動電機3線圈，起動機線圈的電流發生變化，此時回路電流為:1=(EB-El)/ (Rm+Rs+Rl+Rr+R)起動過程的電流尖峰被削除。其中:E1為感應電動勢，EB為電池空載端電壓，EC為超級電容C的電壓，Rm為啟動電動機的電樞電阻、Rs為蓄電池I內阻、Rl為線路電阻，Rr為電磁開關吸引線圈電阻。
[0024]最大電流為I= (E)/ (Rm+Rs+Rl+Rr+R),因為R的存在，電流比較小。該電阻的具體值可根據蓄電池I的內阻、發動機的狀況，線束的電阻等情況做調整。
[0025]點火開關KL50閉合后，電流同時流向起動繼電器2的線圈，因為起動繼電器2線圈的延時作用及繼電器機械的延時作用，起動繼電器2觸點延時一段時間后才會閉合，而此時起動電機3中已經建立起感應電勢El。起動繼電器2吸合后，起動機電磁開關4線圈得到電，吸合電磁開關4的KL30A、KL30B觸點，KL30B觸點的閉合先于KL30A觸點。此時回路電流為:1= (EC-El)/ (Rm+Rs+Rl)。EC大于等于EB。超級電容優先于蓄電池放電，使蓄電池得到很好的保護。汽車起動完成后，起動繼電器觸點、電磁開關KL30A、KL30B觸點全部斷開，發電機發電，給蓄電池和超級電容充電。發電機電壓高時給超級電容充電，電路中有尖脈沖時由超級電容吸收；電壓低時不充電；停車后超級電容的電壓不低于發電機工作電壓，超級電容優先通過二級管的反向電流提供部分靜態電流。
[0026]以上已對本實用新型創造的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型并不限于實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型創造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請的范圍內。
【權利要求】
1.帶超級電容的汽車起動系統，包括:蓄電池、超級電容、起動繼電器、電磁開關、起動電機；其中 所述蓄電池的正極與所述電磁開關的KL30A觸點及起動電機連接,構成汽車起動主回路； 在所述起動繼電器的86端與所述蓄電池的正極之間串接點火開關KL50，所述起動電機繼電器的85端接地； 所述蓄電池正極與起動繼電器30端連接，起動繼電器87端與所述電磁開關的線圈連接； 其特征在于，在系統中還設有一個與所述蓄電池并聯的超級電容C，所述超級電容C與所述電磁開關KL30B及所述起動電機構成汽車起動輔助回路。
2.根據權利要求1所述的帶超級電容的汽車起動系統，其特征在于，在所述點火開關KL50端之后，所述起動繼電器的86端與所述起動繼電器的87端之間串接一電阻R。
3.根據權利要求2所述的帶超級電容的汽車起動系統，其特征在于，在所述超級電容C與所述蓄電池的正極之間串接一個大電流二極管D。
4.根據權利要求3所述的帶超級電容的汽車起動系統，其特征在于，在所述超級電容及所述蓄電池與所述起動電機之間串接一個電磁開關。
【文檔編號】F02N11/08GK203570488SQ201320636438
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】吳春建, 孫軍, 何勇, 殷岳, 王禮建, 徐林 申請人:上海汽車集團股份有限公司, 南京汽車集團有限公司