快速充電存電控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及動力系統的電源充放電系統，特別涉及快速充電存電控制方法。
【背景技術】
[0002]插電式純電動汽車是通過地面充電機將電能充入車載的動力電池儲能系統，車輛就是利用了充入的電能將電能轉換成動能使車輛運行的。現有技術由于充電時的電流不能做到足夠的大，因此，往往使整個充電過程顯得過于緩慢，有的甚至需要數小時，雖然動力型鋰電池或其它種類的電池具備快速充電的特征和能力，但很多應用受到充電裝置瞬間大功率充電瓶頸的限制，從而無法在短時間內完成整個充電過程。
[0003]超級電容生產技術的成熟，給新型電源儲存裝置的實現帶來了可能，現在利用超級電容來儲存電能，雖然能大大縮短充電的時間，但是由于電容本身性質決定，電容放電的時間也非常快，即使現存的超級電容也不過才5?10分鐘的持續放電時間，這樣也僅僅能供電動車電機持續5?10分鐘的轉動，現在發明人提供了一種周期斷續供電的磁動機，磁動機利用電磁鐵的瞬間斥力推動其轉動；瞬間放電時間約是磁動機轉動一圈所用時間的1/50，按照5分鐘持續放電的電容來說，這樣的方式供能將維持磁動機轉動3個小時以上。根據正常電動車速度，只要電磁鐵瞬間斥力所需能量能維持磁動機轉動一圈，那么磁動機就可以依靠這種斷續供能持續轉動。磁動機的維持轉動，需要一個完整的充電存電控制系統來實現。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種對電容的充電存電功能實現自動控制的方法，來解決超級電容對磁動機持續供電的時間較短的問題。
[0005]為了解決上述問題，本發明提供的快速充電存電控制方法，應用在超級電容的充電存電系統中，充電存電的電路結構包括電路充電端、超級電容、供能電容、繼電器、控制器和磁動機，所述超級電容和供能電容并聯之后與電路充電端連接，所述供能電容為多個，其中多個供能電容并聯設置，所述供能電容和超級電容之間均串聯設置一個繼電器，所述繼電器的觸點在磁動機和超級電容之間切換，繼電器的線圈受到控制器的控制，其控制步驟如下:
a、控制器判斷電容的工作模式:充電或是供電模式；
b、如果判斷為充電模式，控制器控制繼電器線圈，將供能電容全部與超級電容并聯，利用市電轉換成電流較大的直流電先給超級電容充電，然后供能電容從超級電容得到充足電荷量;
C、如果判斷為放電模式，控制器控制繼電器線圈，將其中一個供能電容與磁動機瞬間閉合一次，然后迅速與超級電容再次相連。
[0006]d、控制器間隔一段時間將下一個供能電容給磁動機供能，所述一段時間為磁動機旋轉一圈所用時間； e、控制器根據供能電容的數量，循環進行步驟c和步驟d的動作，磁動機的電能結合磁動機的慣性來使得磁動機持續轉動。
[0007]充電存電系統中，供能電容組成的電容組還與蓄電池相連，當供能電容長時間未對磁動機輸送電能，控制器將控制電容組與蓄電池相連，實現對蓄電池的充電。蓄電池可以對其他用電設備進行供能。控制器的輸入端還連接有檢測磁動機的磁鋼頭位置的傳感器，在步驟b中，控制器先對傳感器是否有信號進行判斷，只有檢測到傳感器有信號后，再跳轉到步驟C。磁鋼頭通過初始小電機空載帶動磁動機位置能。
[0008]本發明的控制方法是通過控制器控制繼電器的線圈，供能電容進行周期性充電放電，充電的能量由超級電容提供，放出的電能在磁動機產生周期性的斥力，使得磁動機能在周期斥力和慣性作用下持續運動，并且通過供能電容將超級電容的電能多次分解，而且供能電容每次釋放的能量正好能給磁動機提供需要的斥力。在控制器內設置閉合繼電器線圈的時間間隔，來改變輸入端電能供應的周期，實現磁動機的調速作用。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明實施例的快速充電存電的電路結構；
圖2是本發明的快速充電存電的控制邏輯框圖；
圖3是不發明提到的磁動機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本發明技術方案進一步說明:
如圖1所示的為需要控制的快速充電存電的電路結構，包括電路充電端、超級電容CO、供能電容C1、C2、C3、C4……、繼電器K1、K2、K3、K4……、控制器和磁動機，超級電容CO和供能電容Cl、C2、C3、C4……并聯之后與電路充電端連接，供能電容為多個，多個供能電容Cl、C2、C3、C4……并聯設置，供能電容和超級電容CO之間均串聯設置一個繼電器Κ1、Κ2、Κ3、Κ4……，繼電器的觸點在磁動機和超級電容CO之間切換，繼電器KU Κ2、Κ3、Κ4……的線圈受到控制器的控制。
[0011]如圖2所示的快速充電存電的控制邏輯框圖，通過控制器控制繼電器的線圈有周期的通斷，從而將供能電容進行周期性充電放電，充電的能量由超級電容提供，放出的電能在磁動機產生周期性的斥力，使得磁動機能在周期斥力和慣性作用下持續運動，并且通過供能電容Cl、C2、C3、C4……將超級電容CO的電能多次分解，而且供能電容Cl、C2、C3、C4……每次釋放的能量正好能給磁動機提供需要的斥力。在控制器內設置閉合繼電器Κ1、Κ2、Κ3、Κ4……線圈的時間間隔，來改變輸入端電能供應的周期，實現磁動機的調速作用。
[0012]需要使得磁動機停止后，電能不再消耗，這時將所有與磁動機連接的供能電容Cl、C2、C3、C4……斷開，供能電容Cl、C2、C3、C4……組成的電容組與蓄電池相連，控制器將控制電容組與蓄電池相連，實現對蓄電池的充電。
[0013]如圖3所示為這種斷續供能提供的特殊的磁動機，磁動機的結構包括曲軸箱體6和其內部的依次活動連接的曲軸4、連桿7及活塞3，曲軸4 一端固定連接有飛輪5，在活塞3遠離連桿7的一端固定連接有活塞磁鋼2 ;曲軸箱體6的端口處固定連接有電磁鐵1，當供能電容的瞬間電流通到電磁鐵I后，電磁鐵I產生磁場，活塞磁鋼2受到斥力，活塞磁鋼2帶動曲軸4、連桿7運動，使其產生動力，在未通電期間，曲軸4會通過飛輪5和自身的慣性運動，當活塞磁鋼2再次運動到靠近電磁鐵I最近的時候，供能電容C1、C2、C3、C4……再次給電磁鐵I電能，進一步給活塞3斥力，以此循環，可以使得磁動機持續運動。
[0014]以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。
【主權項】
1.快速充電存電控制方法，應用在超級電容的充電存電系統中，充電存電的電路結構包括電路充電端、超級電容、供能電容、繼電器、控制器和磁動機，所述超級電容和供能電容并聯之后與電路充電端連接，所述供能電容為多個，其中多個供能電容并聯設置，所述供能電容和超級電容之間均串聯設置一個繼電器，所述繼電器的觸點在磁動機和超級電容之間切換，繼電器的線圈受到控制器的控制，其控制步驟如下: a、控制器判斷電容的工作模式:充電或是供電模式； b、如果判斷為充電模式，控制器控制繼電器線圈，將供能電容全部與超級電容并聯，利用市電轉換成電流較大的直流電先給超級電容充電，然后供能電容從超級電容得到充足電荷量; C、如果判斷為放電模式，控制器控制繼電器線圈，將其中一個供能電容與磁動機瞬間閉合一次，然后迅速與超級電容再次相連； d、控制器間隔一段時間將下一個供能電容給磁動機供能，所述一段時間為磁動機旋轉一圈所用時間； e、控制器根據供能電容的數量，循環進行步驟c和步驟d的動作，磁動機的電能結合磁動機的慣性來使得磁動機持續轉動。
2.根據權利要求1所述的快速充電存電控制方法，其特征在于:所述充電存電系統中，供能電容組成的電容組還與蓄電池相連，當供能電容長時間未對磁動機輸送電能，控制器將控制電容組與蓄電池相連，實現對蓄電池的充電。
3.根據權利要求1所述的快速充電存電控制方法，其特征在于:所述控制器的輸入端還連接有檢測磁動機的磁鋼頭位置的傳感器，在步驟b中，控制器先對傳感器是否有信號進行判斷，只有檢測到傳感器有信號后，再跳轉到步驟C。
【專利摘要】本發明涉及動力系統的電源充放電系統，特別涉及快速充電存電控制方法，在充電模式下，控制器控制繼電器線圈，將供能電容全部與超級電容并聯，利用市電轉換成電流較大的直流電先給超級電容充電，然后供能電容從超級電容得到充足電荷量；在放電模式下，控制器控制繼電器線圈，將其中一個供能電容與磁動機瞬間閉合一次，然后迅速與超級電容再次相連；隨后控制器間隔一段時間將下一個供能電容給磁動機供能，所述一段時間為磁動機旋轉一圈所用時間；根據供能電容的數量，將循環放電模式下的控制方式，其優點在于：能快速將電能儲存在電路中，并且能維持磁動機幾個小時的連續轉動。
【IPC分類】H02J7-32, H02J7-00
【公開號】CN104578248
【申請號】CN201410670013
【發明人】李雄斌
【申請人】重慶洋迪機電有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月21日