本实用新型专利技术涉及一种基于超级电容的车载复合电源装置，其由车载电池、超级电容单元、双向DC-DC变换单元、复合电源控制单元和信号检测单元组成；所述车载电池采用蓄电池组；所述超级电容单元与双向DC-DC变换单元双向电连接并通过所述双向DC-DC变换单元与所述车载电池电连接；所述复合电源控制单元分别与所述车载电池、超级电容单元、双向DC-DC变换单元和信号检测单元通过电信号连接；所述信号检测单元与所述复合电源控制单元通过电信号连接。本实用新型专利技术结构设计简单、合理，能够实现能量存储对象实时调整，从而改善电源质量和启动特性，提高车载电池的使用效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种基于超级电容的车载复合电源装置，其由车载电池、超级电容单元、双向DC-DC变换单元、复合电源控制单元和信号检测单元组成；所述车载电池采用蓄电池组；所述超级电容单元与双向DC-DC变换单元双向电连接并通过所述双向DC-DC变换单元与所述车载电池电连接；所述复合电源控制单元分别与所述车载电池、超级电容单元、双向DC-DC变换单元和信号检测单元通过电信号连接；所述信号检测单元与所述复合电源控制单元通过电信号连接。本技术结构设计简单、合理，能够实现能量存储对象实时调整，从而改善电源质量和启动特性，提高车载电池的使用效率。【专利说明】基于超级电容的车载复合电源装置
本技术属于电动汽车
，尤其涉及一种基于超级电容的车载复合电源 >J-U ρ?α装直。
技术介绍
纯电动汽车的电源为电池，受电池本身特性的影响，电池耐受冲击能力弱，而超级电容器作为一种双电层电容器，由于特殊的原材料和制作方法使其具有较高的功率密度和效率，兼具电池与电容的双重特性，成为一种性能极佳的动力电源。超级电容器满足了市场对高频率、大强度、高循环次数、并符合环保政策的动力电源的需求，在电动汽车、电子电器、蓄能装置、太阳能等领域有着极好的发展前景。在常温下，带电蓄电池因长期未能及时补充电，蓄电池内阻增加、电量储存能力下降，严重时导致汽车无法正常起动。在低温状态下，铅酸蓄电池内部电解液电离及导电性能变差，使蓄电池的放电能力大大降低，汽车起动时所需的有效能量极度衰减，据试验结果统计，在低温_41°C的条件下，蓄电池的有效能量不超过标定容量的10%，此时普通铅酸蓄电池基本上很难正常工作。传统车载供电装置依靠蓄电池供电，蓄电池在低温和亏电情况下的能量密度小，对启动机的带动能力差。 鉴于此，在中国专利201120417787.6中公开了一种纯电动汽车复合电源能量管理预测控制系统，包括电机、动力蓄电池组和超级电容，动力蓄电池组和超级电容分别经双向DC-DC变换器与电机驱动控制装置相连，电机驱动控制装置连接电机，其中，还包括微处理器控制系统，以及与微处理器控制系统相连接的车载导航系统、电门踏板电位器、刹车踏板电位器、电机检测单元、动力蓄电池能量管理系统和超级电容能量管理系统。该技术方案可增加能量回收，提高电动汽车一次充电行驶里程，但是当在低温环境中，其蓄电池的瞬时放电能力差，无法提供起动机的起动功率。 在另一中国专利201310426784.X中公开了一种应用于混合动力汽车车载复合电源，采用动力电池与负载直接相连，而超级电容器与双向DC/DC变换器串联后再与动力电池并联的结构。功率总线将电机需求总功率送入DC/DC变换器控制策略中，由DC/DC变换器控制策略将总功率按照实际工况需求分配给动力电池和超级电容器。该技术方案虽然能低一定程度上能够缓解大电流对电池的冲击，回收制动能量，延长电源工作寿命，实现复合电源“削峰填谷”的思想，但是其充放电效率偏低，影响汽车起动机的起动功率。 再有中国专利200410011420.6中公开了一种混合动力汽车车载复合电源装置，它包括大比能动力蓄电池和与其串联的电机逆变器、电机，蓄电池、电机逆变器、发动机的控制端口是分别通过电源控制器、电机控制器、发动机控制器分别与整车控制器电连接，其特征在于还包括一通过双向DC/DC变换器并联在电机逆变器及蓄电池之间的超级电容器，超级电容器、双向DC/DC变换器的控制端口分别与电源控制器电连接。该技术方案虽然也由超级电容器对电源中蓄电池起到功率缓冲的作用，克服蓄电池比功率低及大电流充放困难及效率低的的缺点，但是复合电容中超级电容的作用仅仅是起到辅助作用，易出现能量不足的问题，无法完全代替电池的作用。 基于以上原因，对现有的基于超级电容的汽车复合电源装置，有必要进一步完善，以有效弥补车载电池在不同情况下能量不足的缺陷，提高能量回馈的效率和改善电源品质，进而改善整车的使用性能。
技术实现思路
针对上述问题，为了改善现有基于超级电容的汽车复合电源装置的车载电源性能，而提出了一种结构设计简单、合理，能够实现能量存储对象实时调整，从而改善电源质量和启动特性，提高车载电池的使用效率的基于超级电容的车载复合电源装置。 本技术是通过以下技术方案实现的: 上述的基于超级电容的车载复合电源装置，由车载电池、超级电容单元、双向DC-DC变换单元、复合电源控制单元和信号检测单元组成；所述车载电池采用蓄电池组；所述超级电容单元与双向DC-DC变换单元双向电连接并通过所述双向DC-DC变换单元与所述车载电池电连接；所述复合电源控制单元分别与所述车载电池、超级电容单元、双向DC-DC变换单元和信号检测单元通过电信号连接；所述信号检测单元与所述复合电源控制单元通过电信号连接。 所述基于超级电容的车载复合电源装置，其中:所述复合电源控制单元包括蓄电池D、电池总开关K0、继电器JD1?JD3、起动机M、电容C、保险丝FUl和FU2以及BOOST电路组成；所述蓄电池D的负极接地，正极端连接所述电池总开关KO ;所述继电器JDl包括触点开关Kl和线圈KM1，所述触点开关Kl 一端连接于所述起动机M并通过所述起动机M接地；所述线圈KMl —端接地，另一端接所述复合电源控制单元；所述继电器JD2包括触点开关K2和线圈KM2，所述触点开关K2 —端通过所述电池总开关KO连接所述蓄电池D的正极，另一端连接于所述触点开关Kl另一端；所述线圈KM2 —端接地，另一端接所述复合电源控制单元；所述继电器JD3包括触点开关K3和线圈KM3，所述触点开关K3 —端通过所述保险丝FUl与所述触点开关Kl、K2的另一端连接，同时还通过所述保险丝FU2连接至所述BOOST电路；所述触点开关K3的另一端连接所述电容C并通过所述电容C接地；所述线圈KM3 —端接地，另一端连接于BOOST电路；所述BOOST电路一端接地，另一端为充电端且与所述电容C连接。 所述基于超级电容的车载复合电源装置，其中:所述BOOST电路由电感L1、开关Q1、二极管Dl和电容Cl连接组成；所述电感LI 一端连接所述车载电池的正极，另一端连接所述二极管Dl并通过所述二极管Dl连接所述超级电容单元；所述二极管Dl的阳极端连接所述电感LI，阴极端连接所述超级电容单元；所述开关Ql —端连接于所述电感LI与二极管Dl阳极端的连接点，所述开关Ql另一端分别连接所述电感L1、电容Cl和超级电容单元。 有益效果: 本技术基于超级电容的车载复合电源装置结构设计简单、合理，能够实现能量存储对象实时调整，从而改善电源质量和启动特性，提高车载电池的使用效率；采用双向直流变换结构、发动机转速和温度闭环控制技术，极大的改善了启动特性、提高电源品质、增强电池使用寿命和提高回馈能量的吸收效率，极大的改善了车载电源系统的性能；本技术作为车载电池的复合电源，可以改善在电池亏电和低温情况下启动特性、提高电源品质、增强电池使用寿命和提高回馈能量的吸收效率，可以作为所有车载24V系统电源的复合电源装置使用；本技术能够有效的弥补车载电池在不同情况下能量不足的缺陷，同时该复合电源装置还能提高能量回馈的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于超级电容的车载复合电源装置，其特征在于：所述车载复合电源装置由车载电池、超级电容单元、双向DC‑DC变换单元、复合电源控制单元和信号检测单元组成；所述车载电池采用蓄电池组；所述超级电容单元与双向DC‑DC变换单元双向电连接并通过所述双向DC‑DC变换单元与所述车载电池电连接；所述复合电源控制单元分别与所述车载电池、超级电容单元、双向DC‑DC变换单元和信号检测单元通过电信号连接；所述信号检测单元与所述复合电源控制单元通过电信号连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梅建伟，姜木霖，史旅华，刘杰，赵榕，魏海波，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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