[发明专利]一种基于超级电容的汽车启停系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车控制技术领域，特别涉及一种基于超级电容的汽车启停系统及方法。

背景技术

传统的汽车启停系统，在启动工况下都是采用蓄电池作为启动时刻启动机的能量来源。由于启动时刻电流较大，普通的铅酸蓄电池不能长期经受启动时刻大电流的冲击，寿命一般为3年到5年，因此现阶段具有启停功能的汽车一般采用使用寿命较长的钛酸锂电池。而钛酸锂电池价格较为昂贵并且制造工艺较为复杂，生产成本较高，从而影响了消费者的接受程度。

同时，传统的汽车启停系统在制动环节不能回收储存制动能量，从而造成制动时的制动能量流失，造成能量浪费。

发明内容

现有的汽车启停系统在启动时采用蓄电池作为启动时刻启动机的能量来源，蓄电池使用寿命较短，生产成本较高，同时在制动环节不能回收储存制动能量，造成能量浪费。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种基于超级电容的汽车启停系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于超级电容的汽车启停系统，包括控制器、启动机、蓄电池电压测量模块和第一支路，所述第一支路包括串接的第一电子开关和蓄电池，所述蓄电池电压测量模块分别与蓄电池和控制器相连，所述启动机通过发动机与发电机相连，所述启动机、发动机和发电机均和控制器相连，所述第一支路的两端分别连接在发电机的两端和启动机的两端，还包括温度检测模块、电容电压测量模块、电路选择模块、第二支路，所述第二支路的两端分别连接在发电机的两端和启动机的两端，所述第二支路包括串接的超级电容和第二电子开关，所述温度检测模块分别与发动机与控制器相连，所述电容电压测量模块分别与超级电容和控制器相连；所述第一电子开关、第二电子开关分别通过电路选择模块与控制器相连。

由于超级电容具备发功率充放电的性能，因此能够很好地适应汽车启停工况。蓄电池电压测量模块和温度检测模块，用以判断蓄电池容量和发动机温度是否满足系统工作逻辑。蓄电池电压测量模块，用以判断蓄电池容量是否充满。电容电压测量模块用于测量超级电容两端的电压，控制器根据超级电容两端的电压情况判断超级电容的工作状态是否正常以及是否能满足启动时的电量需求。当满足时，启动时由控制器控制第二电子开关选择超级电容作为启动时刻启动机的能量来源；当不满足时，启动时由控制器控制第一电子开关选择超级电容作为启动时刻启动机的能量来源。

进一步地，所述第一支路还包括与第一电子开关和蓄电池相串接的电感。

电感成本低廉，作为平抑大电流器件，进一步使得蓄电池免受大电流的冲击。

基于同一个发明构思，本发明还提供一种基于超级电容的汽车启停方法，使用所述的基于超级电容的汽车启停系统，在启停状态下，包括两种工作模式，一种为常规模式，另一种为智能模式；在常规模式下，当汽车处于怠速工况或制动工况时，控制器控制启动机、发动机和发电机关停，当汽车处于启动工况时，控制器控制电路选择模块通过第一电子开关选择蓄电池作为启动时刻启动机的能量来源；在智能模式下，当汽车处于怠速工况时，首先由控制器判断电容电压测量模块检测到的超级电容的电量是否满足下次启动时的需求，若满足，控制器控制发动机关停，若不满足，发动机通过发电机对超级电容充电，当汽车处于启动工况时，首先由控制器判断电容电压测量模块检测到的超级电容的电量是否满足本次启动时的需求，若满足，由控制器控制电路选择模块通过第二电子开关选择超级电容作为启动时刻启动机的能量来源，若不满足，由控制器控制电路选择模块通过第一电子开关选择蓄电池作为启动时刻启动机的能量来源。

进一步地，在智能模式下，当汽车处于制动工况时，首先由控制器判断电容电压测量模块检测到的超级电容的电量是否未充满，若充满，控制器控制发电机关闭，若未充满，控制器控制发电机对超级电容充电。

作为一种优选方式，在初始状态下，由控制器控制电路选择模块通过第一电子开关选择蓄电池作为启动时刻启动机的能量来源；在正常行驶状态下，由发动机带动发电机对蓄电池充电，直至充满。

作为一种优选方式，在启停状态下，当发动机温度大于设置值且超级电容两端的电压值正常时，汽车工作于智能模式，反之，汽车工作于常规启停模式。

作为一种优选方式，所述发动机温度的设置值的取值范围为80℃～100℃。

当发动机温度大于80℃～100℃时，发动机性能较好，能够满足智能模式的工作性能要求。

作为一种优选方式，所述发动机温度的设置值为90℃。