车辆电池和超级电容间电性连接控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种车辆电池和超级电容间电性连接控制方法及装置，可应用于一车辆，用来控制该车辆所用的一电池组和一超级电容器之间的电性连接的时间点，藉以避免两者之间的电性连接的时间过长而导致超级电容器的自放电对电池组造成不良影响及损伤的结果，从而改善电池的供电效能及延长电池的使用寿命。本发明专利技术在问题解决上所用的技术手段在于预备启用车辆的时间点，才将电池组连接至超级电容器；而在车辆停止行驶的时间点，则立即切断电池组和超级电容器之间的电性连接。

Electric connection control method and device between vehicle battery and super capacitor

【技术实现步骤摘要】
车辆电池和超级电容间电性连接控制方法及装置
本专利技术是有关于一种车辆的电池供电技术，特别是有关于一种车辆电池和超级电容间电性连接控制方法及装置，可应用于一车辆，用来控制该车辆所用的一电池组和一超级电容器之间的电性连接的时间点，从而让该超级电容器只在预备启用的时间点，才电性连接至该电池组，而在车辆停止行驶的时间点，则立即切断两者之间的电性连接，藉此可改善电池的供电效能及延长电池的使用寿命。
技术介绍
车辆为目前广为流行的一种交通工具，其主要特点为使用电池和启动马达来做为汽油引擎作为动力的来源。然而车辆在电池的应用上，却存在有一个问题，也就是电池在大电流放电的情况下，例如马达启动的瞬间、加速超车、或爬坡，会易于对电池造成损伤而造成易于快速老化的问题。此问题的一种可行的解决方案为将电池搭配一个超级电容器(英文称为supercapacitor或ultracapacitor)，从而可利用此超级电容器来提供一瞬间大电流给启动马达，藉此可改善电池的供电效率及延长电池的使用寿命。然而车辆在超级电容器的应用上，目前现有的做法是将电池恒常固定连接至超级电容器，但此做法却可能造成以下问题。由于超级电容器的本身具有易于自放电的性质，因此假如电池和超级电容器之间的电性连接的时间过长，会造成超级电容对电池不断地吸电，因此即可能造成电池电量持续被浪费的不良结果，甚至会造成电池坏掉。有鉴于以上所述的问题，车辆的应用即需求一种可行的解决方案，可用来避免电池和超级电容器之间的电性连接的时间过长，以藉此来防止超级电容器的自放电对电池造成不良的影响及损伤的结果。
技术实现思路
本专利技术的主要目的即在于针对前述的问题提出一种可行的解决方案，可用来避免电池和超级电容器之间的电性连接的时间过长，以藉此来防止超级电容器的自放电对电池造成不良的影响及损伤的结果，从而改善电池的供电效能及延长电池的使用寿命。本专利技术的研发课题即在于如何控制电池和超级电容器之间的电性连接的时间点，也就是在有需要的时间点，才将电池连接至超级电容器，而在有没有需要的时间点，则即立刻切断两者之间的电性连接。本专利技术的电池和超级电容间电性连接控制方法包含以下步骤：(1)于该车辆被切换至一预备启用状态的时间点，将该电池组连接至该超级电容器，该电池组对该超级电容器进行充电；(2)于该启动马达被开始启动的时间点，该超级电容器提供一瞬间大电流给该启动马达，藉此加速驱动该启动马达的初始启动运转；(3)于该车辆行进的期间，将该电池组保持为并联至该超级电容器，藉此提供一稳态的固定电压给该车辆的电力系统；并于该电力系统有过大负载的时候，该超级电容器提供一瞬间大电流给该电力系统；以及(4)于该车辆被切换至一停止行驶状态的时间点，切断该电池组和该超级电容器之间的电性连接。所述的预备启用状态是指该车辆接收到所属的一遥控器所发出的一解锁信号的时间点。所述的预备启用状态是指该车辆所属的一钥匙被插入至该车辆上的一插钥式开关的时间点。所述的预备启用状态是指该电池组的空载电压在该启动马达被启动后瞬间下降产生一预定的电压差的时间点。所述的车辆电池和超级电容间电性连接控制方法，更包含感测该电池组目前输出的电池电压值和该超级电容器目前的电容电压值并比较两者电压值大小的步骤；假如该电池电压值大于该电容电压值，则该电池组直接对该超级电容器进行充电；假如该电池电压值小于该电容电压值，则启动一升压转换功能，以使该电池组对该超级电容器进行充电。所述的超级电容器的容量大于0.1法拉。于具体实施上，本专利技术的电池和超级电容间电性连接控制装置包含：(a)一控制单元，可用来提供一组控制功能；(b)一操作状态侦测单元，可侦测该车辆的操作状态，并于侦测到该车辆被切换至一预备启用状态的时间点，发出一电容连接致能信号；而于侦测到该车辆被切换到一停止行驶状态的时间点，则发出一电容切断致能信号；(c)一开关器，是设置于该电池组和该超级电容器之间，可于被切换至通路状态的时候，将该电池组连接至该超级电容器，且其开关状态是受控于该控制单元；(d)一升压转换电路，是连接于该电池组和该超级电容器之间，且其启动状态是受控于该控制单元；(e)一第一电压感测模块和一第二电压感测模块，其中该第一电压感测模块是用来感测该电池组目前输出的电池电压值，而该第二电压感测模块则是用来感测该超级电容器目前的电容电压值，以供该控制单元比较该电池电压值和该电容电压值；若该电池电压值大于该电容电压，则该电池组直接对该超级电容器进行充电；若该电池电压值小于该电容电压，则启动该升压转换电路，使该电池组透过该升压转换电路对该超级电容器进行充电。所述的预备启用状态是指该车辆接收到所属的一遥控器所发出的一解锁信号的时间点。所述的预备启用状态是指该车辆所属的一钥匙被插入至该车辆上的一插钥式开关的时间点。所述的预备启用状态是指该电池组的空载电压在该启动马达被启动后瞬间下降产生一预定的电压差的时间点。所述的开关器为一继电器、固态继电器或电子开关的其中一种。所述的控制单元为一嵌入式微处理器。所述的控制单元为一可程式化的逻辑电路，其可用类型包括特殊应用集成电路、现场可程式化逻辑门阵列、可程式化逻辑装置、可程式化逻辑阵列、以及可程式化阵列逻辑。所述的车辆电池和超级电容间电性连接控制装置，更包含一输入输出控制单元，藉此向外连接至一键盘、一屏幕显示器、和一无线网络系统。所述的车辆电池和超级电容间电性连接控制装置，于该车辆被切换至一预备启用状态的时间点，该控制单元控制该开关器切换至通路状态，藉此将该电池组连接至该超级电容器，使该电池组对该超级电容器进行充电；于该车辆行进的时间点，该控制单元将该电池组保持为并联至该超级电容器，藉此提供一稳态的固定电压给该车辆的电力系统；并于该电力系统有过大负载的时候，使该超级电容器提供一瞬间大电流给该电力系统；于该车辆被切换至一停止行驶状态的时间点，该控制单元控制该开关器切换至断路状态，藉此切断该电池组和该超级电容器之间的电性连接。所述的超级电容器的容量大于0.1法拉。总结而言，本专利技术针对车辆在超级电容器的应用上所具有的一个问题，也就是假如超级电容器和电池组之间的电性连接时间过长会对电池组造成不良的影响及损伤的问题，提出了一个可行的解决方案。本专利技术在问题解决上所使用的技术手段为在当车辆被使用者预备启用的时间点，才将超级电容器电性连接至电池组，而在停止行驶的时间点，则立刻切断超级电容器和电池组之间的电性连接。本专利技术因此可用来避免电池组和超级电容器之间的电性连接的时间过长而导致超级电容器的放电自放电对电池组造成不良的影响及损伤的结果，从而改善电池的供电效能及延长电池的使用寿命。附图说明图1为一应用示意图，用以显示本专利技术的电池和超级电容间电性连接控制装置整合至一车辆的应用方式；图2为一构造示意图，用以显示本专利技术的电池和超级电容间电性连接控制装置的一个实施例的架构；图3为一流程图，用以显示本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆电池和超级电容间电性连接控制方法，可应用于一车辆，其中该车辆是利用一启动马达来驱动，且该启动马达是利用一电池组搭配一超级电容器来供应电力，用来控制该电池组和该超级电容器之间的电性连接的时间点，其特征在于；/n本车辆电池和超级电容间电性连接控制方法包含以下步骤：/n(1)于该车辆被切换至一预备启用状态的时间点，将该电池组连接至该超级电容器，使该电池组对该超级电容器进行充电；/n(2)于该启动马达被开始启动的时间点，该超级电容器提供一瞬间大电流给该启动马达，藉此加速驱动该启动马达的初始启动运转；/n(3)于该车辆行进的期间，将该电池组保持为并联至该超级电容器，藉此提供一稳态的固定电压给该车辆的电力系统；并于该电力系统有过大负载的时候，该超级电容器提供一瞬间大电流给该电力系统；以及/n(4)于该车辆被切换至一停止行驶状态的时间点，切断该电池组和该超级电容器之间的电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆电池和超级电容间电性连接控制方法，可应用于一车辆，其中该车辆是利用一启动马达来驱动，且该启动马达是利用一电池组搭配一超级电容器来供应电力，用来控制该电池组和该超级电容器之间的电性连接的时间点，其特征在于；
本车辆电池和超级电容间电性连接控制方法包含以下步骤：
(1)于该车辆被切换至一预备启用状态的时间点，将该电池组连接至该超级电容器，使该电池组对该超级电容器进行充电；
(2)于该启动马达被开始启动的时间点，该超级电容器提供一瞬间大电流给该启动马达，藉此加速驱动该启动马达的初始启动运转；
(3)于该车辆行进的期间，将该电池组保持为并联至该超级电容器，藉此提供一稳态的固定电压给该车辆的电力系统；并于该电力系统有过大负载的时候，该超级电容器提供一瞬间大电流给该电力系统；以及
(4)于该车辆被切换至一停止行驶状态的时间点，切断该电池组和该超级电容器之间的电性连接。


2.根据权利要求1所述的车辆电池和超级电容间电性连接控制方法，其特征在于：该预备启用状态是指该车辆接收到所属的一遥控器所发出的一解锁信号的时间点。


3.根据权利要求1所述的车辆电池和超级电容间电性连接控制方法，其特征在于：该预备启用状态是指该车辆所属的一钥匙被插入至该车辆上的一插钥式开关的时间点。


4.根据权利要求1所述的车辆电池和超级电容间电性连接控制方法，其特征在于：该预备启用状态是指该电池组的空载电压在该启动马达被启动后瞬间下降产生一预定的电压差的时间点。


5.根据权利要求1所述的车辆电池和超级电容间电性连接控制方法，更包含感测该电池组目前输出的电池电压值和该超级电容器目前的电容电压值并比较两者电压值大小的步骤；假如该电池电压值大于该电容电压值，则该电池组直接对该超级电容器进行充电；假如该电池电压值小于该电容电压值，则启动一升压转换功能，以使该电池组对该超级电容器进行充电。


6.一种车辆电池和超级电容间电性连接控制装置，可应用于一车辆，其中该车辆是利用一启动马达来驱动，且该启动马达是利用一电池组搭配一超级电容器来供应电力，用来控制该电池和该超级电容器之间的电性连接的时间点，其特征在于；
本车辆电池和超级电容间电性连接控制装置包含：
(a)一控制单元，可用来提供一组控制功能；
(b)一操作状态侦测单元，可侦测该车辆的操作状态，并于侦测到该车辆被切换至一预备启用状态的时间点，发出一电容连接致能信号；而于侦测到该车辆被切换到一停止行驶状态的时间点，则发出一电容切断致能信号；
(c)一开关器，是设置于该电池组和该超级电容器之间，可于被切换至通路状态的时候，将该电池组连接至该超级电容器，且其开关状态是受控于该控制单元；
(d)一升压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永升，
申请(专利权)人：黄永升，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71