[发明专利]一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子汽车启动蓄电池，尤其是一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池。

背景技术

传统的汽车启动蓄电池采用铅酸材料，在生产、报废、回收的过程中易对环境造成很大的污染。此外，由于铅酸电池会随着电容量的减少而降低电压，汽车的点火系统不能时时保持稳定的电压，从而增大耗油量。采用锂离子电池替代目前传统的铅酸电池来设计汽车启动蓄电池，具有以下的优点。第一：针对汽车对电子原材料有严格的无铅化要求，锂离子汽车启动蓄电池的所有材料，皆是无毒无污染的，除了外壳的一些材料可回收重复使用外，内容物的主要原料，如锰、磷、铁等都是植物肥料的主要成份，从而避免了环境的污染；第二，相比于铅酸电池，锂离子电池的电压非常稳定，因此，汽车的点火系统能时时保持着稳定的电压。由于火花塞的点火一直保持着最佳的状况，可以省油10％-25％以上，同时让汽车更有力量；第三，锂离子汽车启动蓄电池不容易老化，使用寿命长。经3000次的重复充放电以后，其电容量的衰减率一般也只有15％左右。也就是说，若在正常环境正常使用下，锂离子汽车启动蓄电池可以用10年以上；第四，体积小、重量轻。

虽然锂离子汽车启动蓄电池有如此多的优势，但是由于一些技术问题，造成了这种电池目前并不能够被普遍采用，这些技术问题包括：

1.现有汽车充电器无法直接充满锂离子电池，常规的实现方案都需要对整个汽车的电子系统进行调整。

2.要满足汽车启动需要的12V左右的电压，需要多节锂离子电池串联，而串联大容量锂离子电池的均衡问题，至今仍未得到很好的解决。

3.为了防止锂离子电池大电流充放电对电子元件寿命的损害，大功率锂离子电池一般采用三线制系统，将充电电源和负载的负接线分开。但是，现有汽车充电器采用的是两线制接法(即充电电源和负载采用同一根负线和同一根正线)，两种接线方式不能兼容。

4.在低温条件下对锂离子电池充电，存在电池充不满的问题。

5.汽车启动蓄电池在汽车启动时需要在短时间内提供较大的电流(一般为300A左右)，常规容量的锂离子电池(特别是在低温条件下)要提供上述电流，非常困难。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池，其可直接替代传统的铅酸汽车启动蓄电池，不需要对汽车的电子系统进行任何调整。

本发明的又一目的在于提供一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池，其包括一双循环充电保护系统，从而当锂离子电池充电时，恒流充电器实现先恒流再恒压的功能。

本发明的又一目的在于提供一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池，其包括一数控电压反馈多级电流装置，以解决串联大容量锂离子电池的均衡问题。

本发明的又一目的在于提供一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池，其包括一双向电流自动转换器，使汽车标准的两线制蓄电池充放电系统完成了锂离子电池的三线制系统的功能。

本发明的又一目的在于提供一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池，其可在低温条件下充满电。

本发明的又一目的在于提供一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池，其具有双保险结构，使得锂离子汽车启动蓄电池具有极佳的启动性能。

为达到以上目的，本发明提供一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池，其包括：

一电源，由多个锂电芯串接而成；

一超级电容器，该超级电容器和该电源相并联；

一过充放保护装置，该装置和该电源相并联；以及

一双循环充电保护系统，该系统和该超级电容器相并联，其包括：

一内层循环回路包括一钳压分流电路，以及和该钳压分流电路关联的一温度比较电路，

其中，该钳压分流电路包括参考电压源，第一比较器，第一开关，第一电阻，第二开关，第二电阻，以及一分流控制单元，该第一电阻和第一开关串联形成第一钳压分流支路，该第二电阻和第二开关串联形成第二钳压分流支路，该第一钳压分流支路和第二钳压分流支路并联后，一端通过该分流控制单元和该电源的负极相连，另一端和该电源的正极相连，该电源的正极和该第一比较器的同相输入端相连，该电源的负极通过该参考电压源和该第一比较器的反相输入端相连，该第一比较器的输出端和该分流控制单元相连，以控制高电平下导通该分流控制单元，通过这样的方式，该电源，第一比较器，第一电阻，第一开关，分流控制单元形成第一钳压分流回路，该电源，第二比较器，第二电阻，第二开关，分流控制单元形成第二钳压分流回路；