一种交通运输工具的内燃机启动电路及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种交通运输工具的内燃机启动电路及装置，包括用电器、启动电机和发电机以及超级电容器组和锂电池组；超级电容器组在内燃机启动时向启动电机供电，当启动电机带动内燃机完成启动动作后，超级电容器组作为电源稳定器；当内燃机启动后处于运行状态时，发电机向用电器及超级电容器组和锂电池组供电，超级电容器组和锂电池组储存发电机通过电源总线发出的部分电能；锂电池组在内燃机熄火后向用电器和超级电容器组供电。本实用新型专利技术减少了对环境的污染破坏，提高了内燃机在低温状态下的启动可靠性，减低了电池重量并提高了交通工具的有效载荷，提高了电源总线的稳定度和瞬态反应时间，降低了油耗，增加了电池使用寿命，节约了成本。

A starting circuit and device for an internal combustion engine of a transportation vehicle

The utility model discloses a start circuit and device of internal combustion engine vehicles, including the use of electrical appliances, starting motor and generator and super capacitors and lithium battery; super capacitor start motor power supply to the internal combustion engine is started, when the motor is started to drive the internal combustion engine start action, super capacitor group as the power stabilizer; when running the engine starts when the generator to the electrical appliance and super capacitors and lithium battery, super capacitors and lithium battery electric generator through a power bus can be stored; lithium batteries in the internal combustion engine flameout to the electrical appliance and super capacitor power supply. The utility model has the advantages of reducing the pollution to the environment, the reliability of internal combustion engine start at low temperature increase, reduce battery weight and improve the effective load transportation, improve power bus stability and transient response time, reduce fuel consumption and increase battery life, cost savings.

【技术实现步骤摘要】
一种交通运输工具的内燃机启动电路及装置
本技术涉及内燃机电控
，具体涉及一种交通运输工具的内燃机启动电路及装置。
技术介绍
在车辆及中小型船舶等交通运输工具的内燃机启动过程中，大多是以铅酸蓄电池作为能量提供元件，需要铅酸蓄电池释放出较高的能量给启动电机，启动电机带动内燃机完成启动动作，其电路示意图如图1所示，但是，铅酸蓄电池的使用却存在以下缺点：(1)铅酸蓄电池的理论最大充放电循环寿命约为600次，一般只有2-3年的使用寿命，使用寿命较短；(2)铅酸蓄电池的电机和电解液的制造材料主要为重金属铅和硫酸，制造过程或丢弃均会造成环境污染；(3)铅酸蓄电池正常的充电电流理论为其容量的0.1倍率，充电速度相对比较慢，频繁启动和经常短途行驶会造成长期充不满电，加速缩短铅酸蓄电池的使用寿命；(4)铅酸蓄电池在低温状态时其容量变小、内阻增大、充放电性能大幅下降，加上在低温时内燃机的润滑系统阻力增加，启动电机消耗能量随之增加，启动可靠性变差；(5)铅酸蓄电池重量比较大从而减少了交通运输工具的有效载荷，增加了油耗。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是减少交通运输工具的内燃机启动过程中因采用铅酸蓄电池造成的环境污染，提高内燃机在低温状态下的启动可靠性，减少电池重量并提高交通运输工具的有效载荷，提高电源总线在使用大功率用电器(如音响等)状态下的稳定度和瞬态反应时间，稳定点火线圈的点火电压，降低油耗，增加电池使用寿命以节约成本和提高经济效益。为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是提供一种交通运输工具的内燃机启动电路，包括依次并联的连接电源总线正极的用电器、启动电机、发电机以及依次并联在所述电源总线正负极两端的超级电容器组和锂电池组；当所述内燃机启动时，所述超级电容器组作为供能元件，向所述启动电机供电，所述启动电机带动所述内燃机完成启动动作后，所述超级电容器组作为电源稳定器，以提高所述电源总线的稳定度和瞬态反应时间；当所述内燃机启动后处于运行状态时，所述发电机作为供能元件，向用电器及超级电容器组和锂电池组供电，所述超级电容器组和锂电池组作为储能元件，储存所述发电机通过所述电源总线发出的部分电能；当所述内燃机熄火后，所述锂电池组作为供能元件，向所述用电器和所述超级电容器组供电。在上述技术方案中，所述超级电容器组和所述锂电池组之间设有三端口隔离型双向直流变换器，所述三端口隔离型双向直流变换器的第一端口接所述超级电容器组正极和所述电源总线正极,其第二端口接所述锂电池组正极，其第三端口接所述电源总线负极、所述锂电池组负极以及所述超级电容器组负极，所述三端口隔离型双向直流变换器根据检测到的所述内燃机的工作状态在第一、二端口之间切换输入输出端。在上述技术方案中，当所述内燃机启动后处于运行状态时，所述三端口隔离型双向直流变换器的第一端口作为输入端口，其第二端口作为输出端口，所述电源总线将其电压和电流经所述第一端口输入至所述三端口隔离型双向直流变换器，所述三端口隔离型双向直流变换器将输入的电压和电流转换为与所述锂电池组相匹配的电压和电流，经所述第二端口输出至所述锂电池组，为所述锂电池组进行恒流恒压充电；当所述内燃机熄火后，所述三端口隔离型双向直流变换器的第二端口作为输入端口，其第一端口作为输出端口，所述锂电池组将其电压和电流经所述第二端口输入至所述三端口隔离型双向直流变换器，所述三端口隔离型双向直流变换器将输入的电压和电流转换为与所述电源总线相匹配的电压和电流，经所述第一端口输出至所述用电器和所述超级电容器组，为其进行供电。在上述技术方案中，所述三端口隔离型双向直流变换器的内部集成有MCU，所述MCU将采集的所述超级电容器组和所述锂电池组的电压和电量信息通过与其相连的CAN收发器传输至交通运输工具的启停系统和安全管理系统；当所述启停系统接收到的所述超级电容器组和所述锂电池组的电压和电量信息满足所述内燃机的下一次启动条件时，所述启停系统开启内燃机自动熄火功能；当所述启停系统接收到的所述超级电容器组和所述锂电池组的电压和电量信息不能够满足所述内燃机的下一次启动条件时，所述启停系统关闭内燃机自动熄火功能；当所述内燃机熄火后，若部分用电器工作且所述安全管理系统接收到的所述超级电容器组和所述锂电池组的电压和电量信息即将不能够满足所述内燃机的下一次启动条件时，所述安全管理系统发出安全提示信息，或者自动点火切换至锂电池组充电状态。在上述技术方案中，所述三端口隔离型双向直流变换器的第一端口侧，即所述超级电容器组侧设有第一温度传感器；其第二端口侧，即所述锂电池组侧设有第二温度传感器；所述MCU分别通过与其相连的所述第一温度传感器和所述第二温度传感器采集所述超级电容器组和所述锂电池组的温度信息，并将采集的温度信息通过所述CAN收发器传输至所述安全管理系统。在上述技术方案中，所述MCU将采集的所述超级电容器组和所述锂电池组的电压、电量和温度信息及故障信息通过与其相连的LCD或LED显示器进行显示。在上述技术方案中，当所述安全管理系统检测到所述交通运输工具的故障信息时，通过所述CAN收发器发出故障指令给所述MCU，所述MCU根据接收到的故障指令控制所述三端口隔离型双向直流变换器停止工作，切断所述锂电池组与所述电源总线的连接。在上述技术方案中，还包括与所述超级电容器组并联的均压保护板，所述超级电容器组由一个或者多个超级电容器串并联而成，每个所述超级电容器串根据超级电容器单体的耐压值和内燃机的额定电压不同，由不同数量的所述超级电容器单体串联而成；每个所述超级电容器单体分别并联在所述均压保护板的每两个引脚之间。在上述技术方案中，还包括与所述锂电池组并联的均压和充放电保护板，所述锂电池组由一个或者多个锂电池串并联而成，每个所述锂电池串根据锂电池单体的耐压值和内燃机的额定电压不同，由不同数量的所述锂电池单体串联而成；每个所述锂电池单体分别并联在所述均压和充放电保护板的每两个引脚之间。本技术还提供了一种交通运输工具的内燃机启动装置，包括上述交通运输工具的内燃机启动电路。本技术采用超级电容器组和锂电池组替代了交通运输工具的内燃机启动过程中使用的能量替换元件铅酸蓄电池，为内燃机启动提供了可靠的保证，减少了使用铅酸蓄电池对环境的污染破坏，提高了内燃机在低温状态下的启动可靠性，减少了电池重量并提高了交通运输工具的有效载荷，提高了电源总线的稳定度和瞬态反应时间，稳定了点火线圈的点火电压，降低了油耗，增加了电池使用寿命，节约了成本并提高了经济效益。附图说明图1为现有内燃机启动的电路示意图；图2为本技术实施例提供的一种交通运输工具的内燃机启动电路示意图。具体实施方式为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种交通运输工具的内燃机启动电路及装置，利用超级电容器的大电流充放电的特性，将其作为供能元件来启动内燃机以及稳定电源总线，采用锂电池组作为主要储能元件以弥补超级电容器储能量不足的缺点，采用三端口隔离型双向直流变换器隔离锂电池组与电源总线，以保障锂电池组工作在正常的电压和电流条件下。下面结合说明书附图和具体实施方式对本技术做出详细的说明。本技术实施例提供了一种交通运输工具的内燃机启动电路，如图1所示，包括依次并联的用电器(负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交通运输工具的内燃机启动电路，包括依次并联的连接电源总线正极的用电器、启动电机和发电机，其特征在于，还包括依次并联在所述电源总线正负极两端的超级电容器组和锂电池组；当所述内燃机启动时，所述超级电容器组作为供能元件，向所述启动电机供电，所述启动电机带动所述内燃机完成启动动作后，所述超级电容器组作为电源稳定器，以提高所述电源总线的稳定度和瞬态反应时间；当所述内燃机启动后处于运行状态时，所述发电机作为供能元件，向用电器及超级电容器组和锂电池组供电，所述超级电容器组和锂电池组作为储能元件，储存所述发电机通过所述电源总线发出的部分电能；当所述内燃机熄火后，所述锂电池组作为供能元件，向所述用电器和所述超级电容器组供电。

【技术特征摘要】
1.一种交通运输工具的内燃机启动电路，包括依次并联的连接电源总线正极的用电器、启动电机和发电机，其特征在于，还包括依次并联在所述电源总线正负极两端的超级电容器组和锂电池组；当所述内燃机启动时，所述超级电容器组作为供能元件，向所述启动电机供电，所述启动电机带动所述内燃机完成启动动作后，所述超级电容器组作为电源稳定器，以提高所述电源总线的稳定度和瞬态反应时间；当所述内燃机启动后处于运行状态时，所述发电机作为供能元件，向用电器及超级电容器组和锂电池组供电，所述超级电容器组和锂电池组作为储能元件，储存所述发电机通过所述电源总线发出的部分电能；当所述内燃机熄火后，所述锂电池组作为供能元件，向所述用电器和所述超级电容器组供电。2.如权利要求1所述的交通运输工具的内燃机启动电路，其特征在于，所述超级电容器组和所述锂电池组之间设有三端口隔离型双向直流变换器，所述三端口隔离型双向直流变换器的第一端口接所述超级电容器组正极和所述电源总线正极,其第二端口接所述锂电池组正极，其第三端口接所述电源总线负极、所述锂电池组负极以及所述超级电容器组负极，所述三端口隔离型双向直流变换器根据检测到的所述内燃机的工作状态在第一、二端口之间切换输入输出端。3.如权利要求2所述的交通运输工具的内燃机启动电路，其特征在于，当所述内燃机启动后处于运行状态时，所述三端口隔离型双向直流变换器的第一端口作为输入端口，其第二端口作为输出端口，所述电源总线将其电压和电流经所述第一端口输入至所述三端口隔离型双向直流变换器，所述三端口隔离型双向直流变换器将输入的电压和电流转换为与所述锂电池组相匹配的电压和电流，经所述第二端口输出至所述锂电池组，为所述锂电池组进行恒流恒压充电；当所述内燃机熄火后，所述三端口隔离型双向直流变换器的第二端口作为输入端口，其第一端口作为输出端口，所述锂电池组将其电压和电流经所述第二端口输入至所述三端口隔离型双向直流变换器，所述三端口隔离型双向直流变换器将输入的电压和电流转换为与所述电源总线相匹配的电压和电流，经所述第一端口输出至所述用电器和所述超级电容器组，为其进行供电。4.如权利要求3所述的交通运输工具的内燃机启动电路，所述三端口隔离型双向直流变换器的内部集成有MCU，所述MCU将采集的所述超级电容器组和所述锂电池组的电压和电量信息通过与其相连的CAN收发器传输至交通运输工具的启停系统和安全管理系统；当所述启停系统接收到的所述超级电容器组和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆福，
申请(专利权)人：王庆福，
类型：新型
国别省市：广东,44