智能启动电源系统的启动方法技术方案

本发明专利技术提出一种智能启动电源系统的启动方法，其应用对象包括车辆、船舶、楼宇用柴(汽)油发动机/发电机组，可替代现有的发动机/发电机组启动电池。智能启动电源系统装置包括超级电容模组，超级电容均衡电路，电池，直流双向变换器和智能控制模块以及开关。超级电容模组与电池之间连接直流双向变换器。直流双向变换器实现超级电容模组与电池之间的双向能量传递。智能控制模块检测超级电容模组和电池的电压，判断引擎的启动状态，给直流双向变换器发出指令，控制电能在超级电容模组和电池之间能量的流动。该启动电源系统装置可通过智能转换，将超级电容模组与电池之间通过并联开关实现并联状态启动。

Starting method of intelligent starting power supply system

The invention provides a smart start power supply system startup method, its application objects including vehicles, ships, buildings with wood (steam) oil engine / generator, and can replace the existing engine / generator starting battery. The intelligent starting power supply system device comprises a super capacitor module, a super capacitor equalization circuit, a battery, a DC bidirectional converter and an intelligent control module and a switch. DC bidirectional converter connected between super capacitor module and battery. Bidirectional energy transfer between super capacitor module and battery by DC bidirectional converter. The intelligent control module detects the voltage of the super capacitor module and the battery, judges the starting state of the engine, sends out the instruction to the DC bidirectional converter, and controls the flow of energy between the super capacitor module and the battery. The starting power supply system can realize the parallel state starting by the parallel switch through the intelligent switch.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及启动电源领域，尤其涉及的是一种应用在车辆和柴(汽)油发动机的智能启动电源系统的启动方法。
技术介绍
所有车辆和柴(汽)油发动机/发电机组都配有一个起动机和一个直流发电机。起动机用于带动引擎启动用，当引擎启动后，直流发电机工作，供给内部的直流电供应，同时也给启动电池充电。所有车辆和柴(汽)油发动机/发电机组的起动机引擎需要启动电池才能启动。如果启动电池老化或欠电，起动机不能正常工作，引擎就不能启动。因此，启动电池是车辆和柴(汽)油发动机/发电机组最重要，最关键的部件。现如今，铅酸蓄电池因为其安全，成本低，而一直作为启动电池使用。但铅酸电池存在寿命短、低温启动性能差及铅污染的环保问题。车辆和柴(汽)油发动机/发电机组启动时，启动峰值电流需要几百安培，甚至上千安培。如此高倍率的放电，严重降低电池寿命，电池由于频繁启动而损坏，不得不频繁更换新电池。在浪费资源的同时大大增加使用成本，而大量的旧电池将对环境造成严重的污染。而对于柴油发电机来说，一旦铅酸蓄电池不能启动发电机，将会对用户造成重大的经济损失。另一方面，铅酸蓄电池的低温启动性能差。在低温的冬天，铅酸电池经常不能顺利的启动车辆，甚至无法启动车辆，影响启动的可靠性。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种应用于车辆和柴油发动机/发电机组的智能启动电源系统的启动方法，以解决现有技术中电池的启动可靠性、使用容量、数量和使用寿命问题，以及启动过程中需要预热的问题，达到减少资源浪费、降低使用成本和保护环境的问题。本专利技术的技术方案如下：一种智能启动电源系统的启动方法，包括如下步骤：S1：启动引擎，使超级电容模组电压突降触发智能控制模块；S2：通过智能控制模块实时检测超级电容模组的电压，并判断在规定时间t内超级电容模组的电压是否大于预设限定值1，是则判断为引擎启动成功并继续步骤S3；否则判断为引擎启动不成功并执行步骤S5；S3：控制双向变换器给电池充电；S4：判断超级电容模组的电压是否小于预设限定值1，是则判断为引擎熄火并停止双向变换器的工作，否则重复步骤S4；S5：判断超级电容模组的电压是否小于预设限定值3，是则判断为超级电容模组电量不足，并控制双向变换器给超级电容模组充电；否则重复步骤S5；S6：判断超级电容模组的电压是否大于预设限定值4，是则判断为超级电容模组电量充足，并停止双向变换器工作，否则重复步骤S6；S7：返回重新执行步骤S1。应用于上述技术方案，所述的启动方法中，步骤S2中，在判断为引擎不成功之后，还根据智能控制模块的控制，执行步骤S21：控制双向变换器电流流通方向，并判断超级电容模组电压是否等于电池的电压，是则闭合启动开关和关闭双向变换器，并返回重复执行至少一次步骤S1和S2后继续，否则返回重复执行步骤S21。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，步骤S21中，在返回重复执行至少一次步骤S1和S2时，并在执行步骤S2中判断为引擎启动成功后，根据智能控制模块的控制，断开启动开关。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，步骤S4-S6中，所采用的双向变换器为一直流双向升降压变换器或者直流双向变换器；或者，所采用的双向变换器为直流单向降压变换器和直流单向升压变换器组成的双向变换器。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，在步骤S1之前，还执行步骤S0：设置包括有超级电容模组、智能控制模块、直流双向变换器和电池的智能启动电源系统装置结构，使智能启动电源系统装置具有系统正极端子S+、系统负极端子S-、应急电源正极输入N1和应急电源负极输入N2四个外部接口，并使系统正极端子S+和系统负极端子S-分别连接外部的起动机、直流发电机和用电负载的正极和负极。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，步骤S0中，还使智能启动电源系统装置具有通讯接口T1，并使其通讯接口T1连接外部的车辆控制器ECU。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，在步骤S2中，通过智能控制模块实时检查超级电容模组的电压时，并且，在判断超级电容模组的电压低于预设限定值6时，则启动应急充电；其应急充电步骤如下:S201：将电池与启动装置连接线拆除，接入应急电池/电源；S202：控制双向变换器给超级电容模组充电，判断超级电容模组电压限定值是否大于预设限定值4，是则启动引擎，否则重复步骤S202；S203：判断引擎是否成功启动，是则断开应急电池/电源，并接入电池，控制双向变换器给电池充电，否则返回重复步骤S202；S204：判断电池充电电流是否小于预设限定值2，是则判断电池充满，并停止双向变换器的工作，应急启动完成，否则返回重复步骤S204。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，在S1步骤之前，还通过太阳能电池装置给超级电容模组进行充电，其充电步骤如下：S101：实时检测超级电容模组电压，判断超级电容模组的电压是否大于预设限定值5，是则开通双向变换器，通过太阳能电池装置给电池充电，否则重复本步骤；S102：判断超级电容模组电压是否大于预设限定值4，是则停止双向变换器工作，太阳能充电完成，否则重复本步骤。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，在S1步骤之前，还对智能启动电源系统装置进行充电维护，维护步骤如下:S1001：检测超级电容模组电压是否小于预设限定值1，是则开通交/直流充电器，否则停止交/直流充电器工作；S1002：实时检测超级电容模组电压，判断超级电容模组电压是否大于预设限定值5，是则开通双向变换器给电池充电，否则重复本步骤；S1003：判断电池充电电流是否小于预设限定值2，是则停止双向变换器工作，否则重复本步骤；S1004：返回步骤S1001，重复维护。应用于各个上述技术方案，所述的启动方法中，进行充电维护时，还通过设置一与超级电容模组连接的交/直流充电器，使交/直流充电器的另一端接在外部的单相交流电压上；并通过智能控制模块的控制，使交/直流充电器为超级电容模组和电池充电。采用上述方案，与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：1、使用本方法，超级电容模组启动车辆和柴(汽)油发动机/发电机组在启动时，电池(如铅酸电池)平时不参与启动。电池通常只为超级电容模组充电和给车辆和柴(汽)油发动机/发电机组内的电气设备提供电源。2、本启动方法利用超级电容模组的长寿命解决了由于电池参与启动车辆，导致的高倍率放电而严重减少电池寿命的问题。3、超级电容模组由于超低温启动能力，解决了车辆在低温环境下，时常发生的启动不畅或无法启动的问题。4、本启动方法在启动开关闭合时，将超级电容模组和电池并联，从而实现了，超级电容模组和电池并联启动起动机。解决了冬天设备需要预热的问题和长时间提供启动能量的问题。5、本启动方法在启动时，只需要将车辆起动机、直流发电机和用电负载的正、负连接线与智能启动电源系统装置的正、负极分别相连接。通过智能启停电源系统的通讯模块接口与车辆控制系统实时通讯，实时监控车辆状态。接受车辆控制系统的指令控制智能启停电源系统装置的工作状态。安装了智能启停电源系统装置的车辆，在城市停车十分频繁的区域，可减少燃油消耗，减少大气污染，节能环保。附图说明图1为车辆的智能启动电源系统结构示意图；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能启动电源系统的启动方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：启动引擎，使超级电容模组电压突降触发智能控制模块；S2：通过智能控制模块实时检测超级电容模组的电压，并判断在规定时间t内超级电容模组的电压是否大于预设限定值1，是则判断为引擎启动成功并继续步骤S3；否则判断为引擎启动不成功并执行步骤S5；S3：控制双向变换器给电池充电；S4：判断超级电容模组的电压是否小于预设限定值1，是则判断为引擎熄火并停止双向变换器的工作，否则重复步骤S4；S5：判断超级电容模组的电压是否小于预设限定值3，是则判断为超级电容模组电量不足，并控制双向变换器给超级电容模组充电；否则重复步骤S5；S6：判断超级电容模组的电压是否大于预设限定值4，是则判断为超级电容模组电量充足，并停止双向变换器工作，否则重复步骤S6；S7：返回重新执行步骤S1。

【技术特征摘要】
1.一种智能启动电源系统的启动方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：启动引擎，使超级电容模组电压突降触发智能控制模块；S2：通过智能控制模块实时检测超级电容模组的电压，并判断在规定时间t内超级电容模组的电压是否大于预设限定值1，是则判断为引擎启动成功并继续步骤S3；否则判断为引擎启动不成功并执行步骤S5；S3：控制双向变换器给电池充电；S4：判断超级电容模组的电压是否小于预设限定值1，是则判断为引擎熄火并停止双向变换器的工作，否则重复步骤S4；S5：判断超级电容模组的电压是否小于预设限定值3，是则判断为超级电容模组电量不足，并控制双向变换器给超级电容模组充电；否则重复步骤S5；S6：判断超级电容模组的电压是否大于预设限定值4，是则判断为超级电容模组电量充足，并停止双向变换器工作，否则重复步骤S6；S7：返回重新执行步骤S1。2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于：步骤S2中，在判断为引擎不成功之后，还根据智能控制模块的控制，执行步骤S21：控制双向变换器电流流通方向，并判断超级电容模组电压是否等于电池的电压，是则闭合启动开关和关闭双向变换器，并返回重复执行至少一次步骤S1和S2后继续，否则返回重复执行步骤S21。3.根据权利要求2所述的启动方法，其特征在于：步骤S21中，在返回重复执行至少一次步骤S1和S2时，并在执行步骤S2中判断为引擎启动成功后，根据智能控制模块的控制，断开启动开关。4.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于：步骤S4-S6中，所采用的双向变换器为一直流双向升降压变换器或者直流双向变换器；或者，所采用的双向变换器为直流单向降压变换器和直流单向升压变换器组成的双向变换器。5.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于：在步骤S1之前，还执行步骤S0：设置包括有超级电容模组、智能控制模块、直流双向变换器和电池的智能启动电源系统装置结构，使智能启动电源系统装置具有系统正极端子S+、系统负极端子S-、应急电源正极输入N1和应急电源负极输入N2四个外部接口，并使系统正极端子S+和系统负极端子S-分别连接外部的起动机、直流发电机和用电负载的正极和负极。6.根据权利要求5所述的启动方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁凯，鲍延杰，温伟东，
申请(专利权)人：深圳太研能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44