一种汽车启动电源的能量存储及释放方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车启动电源的能量存储及释放方法，采用充电输入电路为储能模块充电；汽车蓄电池无法启动汽车时，采用继电器驱动电路控制储能模块输出启动电流为汽车放电；储能模块包括多个串联的超级电容；每一个超级电容并联有一个稳压支路，稳压支路由电阻和稳压管串联而成。该汽车启动电源的能量存储及释放方法可靠性高，安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车启动电源的能量存储及释放方法
本专利技术特别涉及一种汽车启动电源的能量存储及释放方法。
技术介绍
移动电源应用广泛，现有的移动电源一般采用锂离子电池作为储能模块，锂离子电池具有诸多缺点，如容易爆炸，安全性不高，充放电次数不多，使用寿命为300-500次(充电周期)，且一般使用2年后，电池性能会显著下降；因此，需要设计一种新的用于汽车启动电源的能量存储及释放方法。另外，现有的移动电源一般都是通过电源适配器接交流电源获取电能，但是，在使用交流电不方便的场合，充电就变得很困难。
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汽车启动电源的能量存储及释放方法，该汽车启动电源的能量存储及释放方法可靠性高，安全性高。专利技术的技术解决方案如下：一种汽车启动电源的能量存储及释放方法，采用充电输入电路为储能模块充电；汽车蓄电池无法启动汽车时，采用继电器驱动电路控制储能模块输出启动电流为汽车放电；储能模块包括多个串联的超级电容；每一个超级电容并联有一个稳压支路，稳压支路由电阻和稳压管串联而成。每一个超级电容的电容值的10～500F；作为优选，电阻的阻值为1欧姆，稳压管的型号为MMSZS223BT1。超级电容为2～10个。作为优选，超级电容为5个，每一个超级电容的电容值为350F。电容值在+20％，-10％范围内均满足要求。作为优选，相邻的超级电容的连接点处短接有一个插座。作为优选，所述的插座为CON4P-600A型4引脚插座。储能电路与充电输入电路相连。充电输入电路为干电池组电路或接汽车点烟器接口的取电电路。充电输入电路为汽车蓄电池取电电路或交流电源适配器。充电输入电路为干电池组电路、接汽车点烟器接口的取电电路、汽车蓄电池取电电路和交流电源适配器中的至少一种。继电器驱动电路包括继电器和第一驱动模块；所述的第一驱动模块包括第一控制信号输入电路和2个N-MOS管Q9和Q13；第一控制信号输入电路包括串联的电阻R52和R19；电阻R52的第一端接控制信号CTL-START；电阻R52的第二端经电阻R19接地；2个N-MOS管Q9和Q13的G极均短接至电阻R52和R19的连接点；2个N-MOS管Q9和Q13的S极均接地；2个N-MOS管Q9和Q13的D极与储能电源的正极BAT+之间接有继电器的第一线圈。所述的用于移动电源的继电器驱动电路还包括第二驱动模块；所述的继电器为双输入线圈型继电器，具有第一线圈和第二线圈，并共用一对输出触点；所述的第二驱动模块包括第二控制信号输入电路和2个N-MOS管Q1和Q2；第二控制信号输入电路包括串联的电阻R2和R7；电阻R2的第一端接控制信号DAT；电阻R2的第二端经电阻R7接地；2个N-MOS管Q1和Q2的G极均短接至电阻R2和R7的连接点；2个N-MOS管Q1和Q2的S极均接地；2个N-MOS管Q1和Q3的D极与储能电源的正极BAT+之间接有继电器的第二线圈。所述的主控电路采用具有A/D转换器的MCU。所述的储能模块包括多个串联的超级电容，超级电容的个数为2-10个。升压电路采用FP5139型集成芯片。干电池充电接口连接有干电池仓，干电池仓中能容纳3～5节1.5V的干电池。汽车启动电源还包括与主控电路相连的反电压保护电路。3个控制端：CTL-CHG、CTL-INA和CTL-INB来自MCU的控制输出端，具体来说，电路工作原理如下：CTL-INA：高电平时，经过Q3，CTL-A得到低电平，导致Q14导通，外部电压直接经人电子对储能模块充电；此为充电的第一阶段；CTL-INB：高电平时，经过Q7后CTL-B得到低电平，从而Q8导通，外部电压接通U9；CTL-CHG：高电平时，经Q12后，在EN-19V得到低电平，U9d的CTL端电位被拉低，U9进入正常工作模式，输出恒压给储能模块充电。CTL-CHG高电平时，要求CTL-INA处于低电平，采用交替工作模式。有益效果：本专利技术的汽车启动电源的能量存储及释放方法，完全不同于采用锂离子电池的储能模块，采用超级电容安全性高，没有爆炸的风险，且使用寿命长；汽车启动电源的能量存储及释放方法具有以下特点：(1)充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上；(2)循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1～50万次，没有“记忆效应”；(3)大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90％；(4)功率密度高，可达300W/KG～5000W/KG，相当于电池的5～10倍；(5)产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；(6)充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；(7)超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；(8)检测方便，剩余电量可直接读出；总而言之，这种汽车启动电源的能量存储及释放方法的突出优点是采用超级电容，功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，且安全性高。具有基于超级电容的储能模块的汽车启动电源具有以下特点：(1)采用一个超级电容或多个串联的超级电容作为储能模块；(2)采用多种可选的接口为储能模块充电；充电输入接口配置有汽车电瓶取电接口、USB充电接口、干电池充电接口和汽车点烟器接口；灵活性强，实用性强。(3)采用带A/D转换器的MCU作为主控电路芯片对整个充电过程进行控制，结构紧凑，能显著简化电路设计；(4)具有双色指示灯和照明灯；(5)通过预充电控制开关电路和主充电控制开关电路控制充电进程；(6)具有过流保护、过压保护、温度保护和电压反接保护功能。另外，采用外部控制端与升压保护芯片结合实现充电控制，能实现充电的完全可控，安全可靠性高；用于移动电源的双输入供电电路，采用2个电源输入端，一个接汽车电池(如通过点烟器接口接电池)，一个接干电池组，特别适合车载使用，无线交流电即可为移动电源的储能模块充电。另外，采用BAT54CW型肖特基势垒二极管，正向压降低(由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2V))，由于SBD(肖特基势垒二极管)是一种多数载流子导电器件，不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间，完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少，故开关速度非常快，开关损耗也特别小，尤其适合于高频应用。SBD的结构及特点使其适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流。更进一步，稳压器采用的ME6119A33PG型稳压器为输入电压可调的高手LDO稳压器(400mAAdjustableVoltageHighSpeedLDORegulators)，输出电压精确，输入电压范围为2.5～18V；应用在此处特别适合，不但可以通过升压电路为储能模块充电，还能作为基准电压用于温度检测电路中。因此，这种用于移动电源的双输入供电电路能兼容性宽范围的输入电压，应用广泛，且无需交流电即可充电，电路工作稳定，实用性强。LED驱动电路，采用开关器件(MOS管)控制LED照明灯的开启和关闭，耗能小，采用紧凑型的双色LED灯作为红绿指示灯，结构紧凑，占用空间小，另外，供电电路能提供稳定的3.3V直流电压，能保证LED灯稳定工作，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，采用充电输入电路为储能模块充电；汽车蓄电池无法启动汽车时，采用继电器驱动电路控制储能模块输出启动电流为汽车放电；储能模块包括多个串联的超级电容；每一个超级电容并联有一个稳压支路，稳压支路由电阻和稳压管串联而成。

【技术特征摘要】
1.一种汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，采用充电输入电路为储能模块充电；汽车蓄电池无法启动汽车时，采用继电器驱动电路控制储能模块输出启动电流为汽车放电；储能模块包括多个串联的超级电容；每一个超级电容并联有一个稳压支路，稳压支路由电阻和稳压管串联而成。2.根据权利要求1所述的汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，电阻的阻值为1欧姆，稳压管的型号为MMSZS223BT1。3.根据权利要求1所述的汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，超级电容为2～10个。4.根据权利要求1所述的汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，超级电容为5个。5.根据权利要求1所述的汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，每一个超级电容的电容值为350F。6.根据权利要求1-5任一项所述的汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，相邻的超级电容的连接点处短接有一个插座。7.根据权利要求6所述的汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，所述的插座为CON4P-600A型4引脚插座。8.根据权利要求7所述的汽车启动电源的能量存储及释放方法，其特征在于，充电输入电路为干电池组电路、接汽车点烟器接口的取电电路、汽车蓄电池取电电路和交流电源适配器中的至少一种。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳开，
申请(专利权)人：湖南电将军新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43