[发明专利]一种超级电容器启动装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种超级电容器启动装置及其控制方法。为了解决启动装置中的超级电容漏电流大导致车辆长时间存放时蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，且无法反向供电的问题；本发明包括依次连接的蓄电池、DC/DC模块和超级电容器；启动装置还包括双向电子开关，双向电子开关的一端与蓄电池相连，双向电子开关的另一端与超级电容器相连；控制模块，采集蓄电池与超级电容器的电压、电流和温度信息，控制双向电子开关和DC/DC模块的通断以及双向电子开关的导通方向。能够实现对超级电容器恒流限压充电，超级电容器实现大电流高功率输出，满足汽车内燃机的启动，同时超级电容器还能够反向为整车敏感负载提供瞬态电压支撑供电。

技术领域

本发明涉及一种超级电容器启动内燃机的领域，尤其涉及一种超级电容器启动装置及其控制方法。

背景技术

超级电容器作为一种新型储能器件已广泛应用在轨道交通、港口机械、石油机械、特种设备、风力发电等领域。超级电容作为一种新型储能装置，具有超级储电能力，与传统的电池相比，具有高度可逆，寿命超长（可反复充、放电上十万次），输出、输入功率超大，具有很宽的电压范围和工作温度范围等特点。与传统电解电容器相比，它的能量密度高上千倍，而漏电流小几个数量级。它兼具了电池的高能量贮存特性以及电容器的高功率输出特性。超级电容器在各领域的应用越来越广泛，但受限于电气拓扑设计，总体重量和成本等因素在乘用车领域还未实现批量应用。

目前内燃机启动装置都是蓄电池与超级电容器直接并联，或者增加电阻、二极管预充电回路后并联使用，由于超级电容的漏电流会导致车辆长时间存放蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，时间久，同时也无法实现对整车敏感负载的反向供电。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种利用超级电容器启动内燃机的系统”，其公告号CN201679606U，包括：内燃机，其用于向传动系统提供动力；启动电机，其可与所述内燃机连接，用于启动所述内燃机；电池，其可与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；超级电容器，其与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；充电单元，其与所述电池和所述超级电容器电连接，用于向所述电池和所述超级电容器供电；中央控制模块，其用于检测所述超级电容器两端的电压，从而选择性地控制所述超级电容器和/或所述电池向所述启动电机供电。

该方案的内燃机启动装置都是蓄电池与超级电容器直接并联，但由于超级电容的漏电流会导致车辆长时间存放蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，且无法实现反向供电。

发明内容

本发明主要解决现有技术超级电容器的漏电流会导致车辆长时间存放蓄电池亏电，充电过程能量转换效率低，且无法实现反向供电的问题；提供一种超级电容器启动装置及其控制方法，能够实现对超级电容器恒流、限压快速充电，充满电的超级电容器可以实现大电流高功率输出，满足汽车内燃机的启动，同时超级电容器还能够反向为整车敏感负载提供瞬态电压支撑供电。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明包括依次连接的蓄电池、DC/DC模块和超级电容器，超级电容器的输出端连接有内燃机启动器；所述的启动装置还包括

双向电子开关，双向电子开关的一端与蓄电池的正极相连，双向电子开关的另一端与超级电容器的正极相连；

控制模块，采集蓄电池与超级电容器的电压、电流和温度信息，控制双向电子开关和DC/DC模块的通断以及双向电子开关的导通方向。