车辆供电系统的超级电容的保护装置及保护方法制造方法及图纸

一种车辆供电系统的超级电容的保护装置及保护方法，该保护装置包含一第一电压侦测器、一第二电压侦测器、一温度侦测器、一处理单元、一控制单元、一通讯单元及一警示器，其中，该第一电压侦测器用于侦测一二次电池的电压，该第二电压侦测器用于侦测一超级电容的电压，该温度侦测器用于侦测该超级电容的电压，该处理单元是微处理器，基于前述侦测所得电压值及温度值，控制该超级电容充电及放电，该通讯单元为蓝牙信号通讯器，用于发射及接收蓝牙信号，该警示器是LED警示灯；该控制单元主要由一第一晶体管及一第二晶体管背靠背串联构成，该第一晶体管及该第二晶体管分别是金属氧化物半导体场效晶体管。

【技术实现步骤摘要】
车辆供电系统的超级电容的保护装置及保护方法
本专利技术涉及具有超级电容的车辆供电系统，进一步而言之，尤指一种车辆供电系统的超级电容的保护装置及保护方法，所述保护方法由所述保护装置执行。
技术介绍
基于降低燃油消耗及废气排放的需求，汽车发展出怠速熄火系统start-stopsystem，怠速熄火系统是一种控制汽车引擎熄火及发动的系统，当汽车处于怠速停等状态时，自动停止引擎的运转，当汽车欲自停等状态开始行进时，自动启动引擎运转，引擎在汽车停等状态时自动熄火，节省引擎在汽车停等状态时持续怠速运转的燃油消耗，也减少汽车在停等状态时的废气排放。汽车引擎启动时，车用电池对启动马达输出大电流，使启动马达得以启动引擎运转，当引擎启动运转后，引擎带动发电机产生电能，并将电能蓄积于车用电池；早期多使用铅酸电池作为车用电池，近期则见有利用可反复充电及放电的二次锂电池作为车用电池的情形；汽车设置怠速熄火系统时，汽车在行驶过程中，怠速熄火系统控制引擎反复熄火及启动的频率高，当汽车在都会地区行驶时，此种引擎频繁地反复熄火及启动的现象尤为显著，使得车用电池频繁地输出大电流促使启动马达运转，而铅酸电池或锂电池若频繁地输出大电流，将使得车用电池的使用寿命快速减损。另外，由于气候变迁，在欧美国家冬季时的环境气温经常处于-10℃以下，低温环境导致传统车用电池无法顺利发动汽/柴油汽、机车。为解决前述问题，近年来发展出一种现有的车辆供电系统，包含一二次电池、一超级电容Supercapacitors及一发电机，其中，该二次电池是可以反复充电及放电的铅酸电池或二次锂电池，该二次电池及该超级电容并联，该二次电池及该超级电容分别对用于启动车辆引擎运转的启动马达及包含行车计算机、车灯、音响、冷气在内的各种车辆的用电设备供应电力，该发电机与该二次电池及该超级电容耦接，该发电机受车辆引擎带动运转，用于对该二次电池及该超级电容提供回充电力，再者，该二次电池亦可对该超级电容提供回充电力。前述现有的车辆供电系统，利用超级电容对汽车启动马达供应电能，超级电容具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作范围宽等特点，能够在短时间内输出足以使启动马达高扭力运转的大电流，并在放电后的短时间内迅速充电，提高引擎由熄火状态启动运转的实时性，解决了利用铅酸电池或二次锂电池作为引擎启动所需电力来源，可能导致铅酸电池或二次锂电池的使用寿命快速减损的问题。进一步而言，由于该超级电容的低温特性佳，于-40℃～+70℃的温度范围仍可正常充放电，作为供应启动引擎所需电力的来源，于低温环境下仍可顺利地对启动马达输出电能，进而启动引擎运转。但是，超级电容具有电容耐压限制，若电压超过超级电容的电容耐压值，容易导致超级电容损坏，且超级电容温度过高时，也容易导致超级电容损坏，而超级电容的充电状态对于超级电容的电压及温度构成影响。一旦超级电容损坏，使用人唯有以手动的方式测量超级电容个别的电压。有鉴于此，本案专利技术人遂积极进行研究创作，经多方试验终得创新且可供产业利用的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于提供一种车辆供电系统的超级电容的保护装置，所述的保护装置藉由控制超级电容放电及充电，避免超级电容损坏。本专利技术另一目的在于提供一种车辆供电系统的超级电容的保护方法，所述的保护方法是利用前述保护装置执行。为满足前述预期目的，本专利技术为一种车辆供电系统的超级电容的保护装置，包含一保护装置，该车辆供电系统包含一二次电池、一超级电容及一发电机，其中，该二次电池及该超级电容并联，该发电机与该二次电池及该超级电容耦接，该保护装置与该二次电池及该超级电容耦接；该保护装置包含一第一电压侦测器、一第二电压侦测器、一温度侦测器、一处理单元、一控制单元、一通讯单元及一警示器，其中，该第一电压侦测器、该第二电压侦测器、该温度侦测器、该控制单元、该通讯单元及该警示器分别与该处理单元耦接，该第一电压侦测器与该二次电池耦接，用于侦测该二次电池的电压，并将侦测所得电压值传送该处理单元，该第二电压侦测器与该超级电容耦接，用于侦测该超级电容的电压，并将侦测所得电压值传送该处理单元，该温度侦测器与该超级电容耦接，用于侦测该超级电容的电压，并将侦测所得温度值传送该处理单元，该处理单元是微处理器，该处理单元基于前述电压值及温度值，对该控制单元传送信号，使该控制单元作动，控制该超级电容充电及放电，该通讯单元为蓝牙信号通讯器，用于发射及接收蓝牙信号，该处理单元藉由该通讯单元与一外部通讯装置相互传输信号，该警示器是LED警示灯；该控制单元主要由一第一晶体管及一第二晶体管背靠背串联构成，该第一晶体管及该第二晶体管分别是金属氧化物半导体场效晶体管。如前所述的车辆供电系统的超级电容的保护装置，进一步包含一电池判断单元，其中，该电池判断单元与该处理单元耦接，该电池判断单元用于侦测并判断该二次电池的种类及规格，并将侦测判断所得信息传送该处理单元，据此设定该二次电池的静置电压。本专利技术进一步为一种前述保护装置执行的保护方法，包含如下步骤：超级电容状态预检：该控制单元为全关模式，该处理单元基于该超级电容的状态旗标，判断该超级电容是否异常；该超级电容异常，该控制单元持续保持全关模式，且该警示器亮起；该超级电容无异常，执行蓄电量检测；蓄电量检测：该超级电容的电压值与一第一安全电压值比较；该超级电容的电压值低于该第一安全电压值，持续侦测及比较该超级电容的电压值与该第一安全电压值；该超级电容的电压值等于或高于该第一安全电压值，执行电压平衡；电压平衡：该控制单元形成全开模式，该二次电池与该超级电容彼此充电及放电，形成电压平衡；判断引擎是否运转：该二次电池的电压值与该二次电池的静置电压值比较；该二次电池的电压值大于该静置电压值，表示引擎为运转状态，执行过充保护；该二次电池的电压值小于该静置电压值，表示引擎为熄火状态，执行第二过温保护；过充保护：该超级电容的电压值高于一第二安全电压值，该控制单元形成纯放电模式，并持续执行该超级电容电压值与该第二安全电压值的比较；该超级电容电压值等于或低于该第二安全电压值，该控制单元为全开模式，执行第一过温保护；第一过温保护：该超级电容的温度值高于一安全温度值，该控制单元形成纯放电模式，并持续执行该超级电容温度值与该安全温度值的比较；该超级电容温度值等于或低于该安全温度值，该控制单元为全开模式，后续执行前述电压平衡；第二过温保护：该超级电容温度值高于该安全温度值，该控制单元形成纯放电模式，并持续执行超级电容的温度值与该安全温度值的比较；该超级电容温度值等于或低于该安全温度值，该控制单元为全开模式；判断是否启动电容异常测试：基于前述第二过温保护，且该控制单元为全开模式，该处理器开始计时检测引擎是否运转；引擎连续熄火状态满足一预设的启动时间，执行后述的电容异常测试；引擎连续熄火状态不满足该启动时间，执行前述电压平衡；电容异常测试：该控制单元保持全关模式5秒，比较该二次电池的电压值与该超级电容的电压值的差值为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆供电系统的超级电容的保护装置，其特征在于，包含一保护装置，该车辆供电系统包含一二次电池、一超级电容及一发电机，其中，该二次电池及该超级电容并联，该发电机与该二次电池及该超级电容耦接，该保护装置与该二次电池及该超级电容耦接；/n该保护装置包含一第一电压侦测器、一第二电压侦测器、一温度侦测器、一处理单元、一控制单元、一通讯单元及一警示器，其中，该第一电压侦测器、该第二电压侦测器、该温度侦测器、该控制单元、该通讯单元及该警示器分别与该处理单元耦接，该第一电压侦测器与该二次电池耦接，用于侦测该二次电池的电压，并将侦测所得电压值传送该处理单元，该第二电压侦测器与该超级电容耦接，用于侦测该超级电容的电压，并将侦测所得电压值传送该处理单元，该温度侦测器与该超级电容耦接，用于侦测该超级电容的电压，并将侦测所得温度值传送该处理单元，该处理单元是微处理器，该处理单元基于前述电压值及温度值，对该控制单元传送信号，使该控制单元作动，控制该超级电容充电及放电，该通讯单元为蓝牙信号通讯器，用于发射及接收蓝牙信号，该处理单元藉由该通讯单元与一外部通讯装置相互传输信号，该警示器是LED警示灯；/n该控制单元主要由一第一晶体管及一第二晶体管背靠背串联构成，该第一晶体管及该第二晶体管分别是金属氧化物半导体场效晶体管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种车辆供电系统的超级电容的保护装置，其特征在于，包含一保护装置，该车辆供电系统包含一二次电池、一超级电容及一发电机，其中，该二次电池及该超级电容并联，该发电机与该二次电池及该超级电容耦接，该保护装置与该二次电池及该超级电容耦接；
该保护装置包含一第一电压侦测器、一第二电压侦测器、一温度侦测器、一处理单元、一控制单元、一通讯单元及一警示器，其中，该第一电压侦测器、该第二电压侦测器、该温度侦测器、该控制单元、该通讯单元及该警示器分别与该处理单元耦接，该第一电压侦测器与该二次电池耦接，用于侦测该二次电池的电压，并将侦测所得电压值传送该处理单元，该第二电压侦测器与该超级电容耦接，用于侦测该超级电容的电压，并将侦测所得电压值传送该处理单元，该温度侦测器与该超级电容耦接，用于侦测该超级电容的电压，并将侦测所得温度值传送该处理单元，该处理单元是微处理器，该处理单元基于前述电压值及温度值，对该控制单元传送信号，使该控制单元作动，控制该超级电容充电及放电，该通讯单元为蓝牙信号通讯器，用于发射及接收蓝牙信号，该处理单元藉由该通讯单元与一外部通讯装置相互传输信号，该警示器是LED警示灯；
该控制单元主要由一第一晶体管及一第二晶体管背靠背串联构成，该第一晶体管及该第二晶体管分别是金属氧化物半导体场效晶体管。


2.如权利要求1所述的车辆供电系统的超级电容的保护装置，其特征在于，进一步包含一电池判断单元，其中，该电池判断单元与该处理单元耦接，该电池判断单元用于侦测并判断该二次电池的种类及规格，并将侦测判断所得信息传送该处理单元，据此设定该二次电池的静置电压。


3.一种实施于权利要求1所述的保护装置中的保护方法，其特征在于，包含如下步骤：
超级电容状态预检：该控制单元为全关模式，该处理单元基于该超级电容的状态旗标，判断该超级电容是否异常；该超级电容异常，该控制单元持续保持全关模式，且该警示器亮起；该超级电容无异常，执行蓄电量检测；
蓄电量检测：该超级电容的电压值与一第一安全电压值比较；该超级电容的电压值低于该第一安全电压值，持续侦测及比较该超级电容的电压值与该第一安全电压值；该超级电容的电压值...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莆堦，
申请(专利权)人：低碳动能开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71