一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统，包括为电源管理系统提供容置空间和通孔的电源壳体，电源壳体内设有储存电能的超级电容组、充放电均衡管理系统、整流电路，充放电均衡管理系统包括电源管理单元、充电单元、放电单元以及电量监测单元，整流电路的输入端接入市电，整流电路的输出端与充电单元连接，放电单元与超级电容组连接，电源管理单元分别与充电单元、放电单元、电量监测单元连接。本实用新型专利技术基于超级电容技术和电源管理技术，可以实现给重型车辆电瓶漏电缺电情况下的快速充电，同时具有充放电动态均衡管理能力，保证超级电容的高效安全使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统
本技术涉及重型车辆应急启动电源
，尤其涉及一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统。
技术介绍
汽车已经成为了人们交通、运输的主要工具之一，汽车已经成为人们必不可少的工具，我国汽车保有量逐年上升。然而汽车属于消耗品，随着汽车的大量使用，其安全问题也会凸显出来：最常见的，最难处理的当属汽车在行驶的过程中突然熄火而发动不起来，尤其是上坡的地方，或者天气炎热、寒冷的气候地区，大多车主只能无奈的等待救援，车辆电池漏电和电池老化导致不能启动的情况经常发生。当前，普遍使用电池(铅蓄电池或锂电池)作为应急启动电源的储能元件，主要原因是电池的能量密度高，相对其他储能物质，同等体积下的电池储存的能量要多。但是电池的储能是化学反应的过程，充放电特别是大功率快速放电等情况下会对电池造成不可逆的创伤，导致电池的使用寿命降低。另外，电池对温湿度较敏感，不适合在高温高寒条件下使用。以上原因，都限制了电池的使用场景，电池作为储能元件不能满足军工产品对大功率、高温高寒条件的硬性要求。超级电容储能过程是物理过程，一是循环使用寿命长，二是对温度不敏感，发生燃爆的概率要低很多。超级电容优异的循环性能，环保，高功率使它非常适合高频率充放电、大功率输出等场合。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种可以解决车辆在亏电不能启动的情况下，大功率快速给电瓶充电补电，达到应急启动目的，同时兼顾在高温高寒等条件下，应急启动电源能够正常使用的基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统。为了实现上述的主要目的，本技术提供的一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统，其包括为电源管理系统提供容置空间和通孔的电源壳体，所述电源壳体内设有储存电能的超级电容组、充放电均衡管理系统、整流电路，所述充放电均衡管理系统包括电源管理单元、充电单元、放电单元以及电量监测单元，所述整流电路的输入端接入市电，所述整流电路的输出端与所述充电单元连接，所述放电单元与所述超级电容组连接，所述电源管理单元分别与所述充电单元、放电单元、电量监测单元连接。进一步的方案中，所述充电单元包括充电控制单元、充电监测单元，所述充电控制单元分别与所述整流电路的输出端、电源管理单元、超级电容组连接，用于控制所述整流电路输出后的直流电进入所述超级电容组，所述充电监测单元分别与所述整流电路的输出端、电源管理单元连接，用于检测市电接入后所述整流电路的工作状态信号，并将检测到的工作状态信号输出至所述电源管理单元。更进一步的方案中，所述放电单元包括放电控制单元、放电监测单元，所述放电控制单元分别与所述超级电容组、电源管理单元、放电监测单元连接，用于控制超级电容组输出稳定电压的直流电至外部车辆电瓶，所述放电监测单元分别与所述电源管理单元、放电控制单元连接，用于检测所述超级电容组的电量信号。更进一步的方案中，所述放电控制单元采用超大电流继电器作为放电控制开关。更进一步的方案中，所述放电监测单元包括开启式电流互感器。更进一步的方案中，所述充电单元包括带有温度检测的超级电容器均衡保护板。更进一步的方案中，所述电源管理单元采用单片机STM32F103C8T6作为微控制器。更进一步的方案中，所述电源壳体为PC+ABS防火级外壳。由此可见，本技术内置自主研发超级电容组，抗高低温、绿色环保、安全性高，解决在高温、低温、摔落等极端情况下电池燃爆问题，支持-40℃～+100℃环境使用；支持高频率充放电、大功率输出等场合，具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长；支持12V/3000A与24V/800A大功率放电；采用充放电主动均衡管理系统，充放电安全保护，智能提示。具有过充、过放等多重保护功能，安全可靠；具有电量显示、充电提醒、异常报警等智能化功能；PC+ABS防火级外壳，抗震耐摔，绝缘性佳避免漏电。附图说明图1是本技术一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统实施例的原理图。图2是本技术一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统实施例均衡保护电路的原理图。以下结合附图及实施例对本技术作进一步说明。具体实施方式参见图1，本技术的基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统，应用于重型车辆启动仪，其包括为电源管理系统提供容置空间和通孔的电源壳体，电源壳体内设有储存电能的超级电容组1、充放电均衡管理系统、整流电路2，充放电均衡管理系统包括电源管理单元3、充电单元、放电单元以及电量监测单元4，整流电路2的输入端接入市电，整流电路2的输出端与充电单元连接，放电单元与超级电容组1连接，电源管理单元3分别与充电单元、放电单元、电量监测单元4连接。在本实施例中，充电单元包括由充电控制单元5和充电监测单元6构成的均衡保护电路，充电控制单元5分别与整流电路2的输出端、电源管理单元3、超级电容组1连接，用于控制整流电路2输出后的直流电进入超级电容组1，充电监测单元6分别与整流电路2的输出端、电源管理单元3连接，用于检测市电接入后整流电路2的工作状态信号，并将检测到的工作状态信号输出至电源管理单元3。在本实施例中，放电单元包括放电控制单元7、放电监测单元8，放电控制单元7分别与超级电容组1、电源管理单元3、放电监测单元8连接，用于控制超级电容组1输出稳定电压的直流电至外部车辆电瓶，放电监测单元8分别与电源管理单元3、放电控制单元7连接，用于检测超级电容组1的电量信号。其中，放电控制单元7采用超大电流继电器作为放电控制开关。作为优选，超大电流继电器为超大电流继电器12V500A。其中，放电监测单元8包括开启式电流互感器。作为优选，开启式电流互感器为DBKCT24/36开启式电流互感器。其中，充电单元包括带有温度检测的超级电容器均衡保护板。作为优选，该超级电容器均衡保护板为CSD-020十八串3000F超级电容器均衡保护板。本实施例的超级电容器均衡保护板的均衡保护电路包含上述的充电控制单元5和充电监测单元6，可以有效地保证超级电容器充电电压的上限，使整个串联超级电容组1的单体上限电压之间保持一致性，避免过充电的现象，提高超级电容器的安全性，实现延长超级电容器寿命的目的。具体地，在均衡保护板的作用下，当串联超级电容组1中的某节超级电容器充电电压充至均衡保护电路所设计的充电上限值时，均衡保护电路启动，通过大功率三级管Q1起到旁路分流的作用，将电压稳定下来，防止过充电现象的产生，如图2所示。其中，电源管理单元3采用单片机STM32F103C8T8作为微控制器。其中，电源壳体为PC+ABS防火级外壳。本技术的重型车辆启动仪电源管理系统基于超级电容技术和电源管理技术，能实现给重型车辆电瓶漏电缺电情况下的快速充电，同时具有充放电动态均衡管理能力，保证超级电容的高效安全使用。本实施例的重型车辆启动仪电源管理系统主要包括超级电容组1、充放电均衡管理系统、整流电路2，其中，超级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统，包括为电源管理系统提供容置空间和通孔的电源壳体，其特征在于：/n所述电源壳体内设有储存电能的超级电容组、充放电均衡管理系统、整流电路，所述充放电均衡管理系统包括电源管理单元、充电单元、放电单元以及电量监测单元，所述整流电路的输入端接入市电，所述整流电路的输出端与所述充电单元连接，所述放电单元与所述超级电容组连接，所述电源管理单元分别与所述充电单元、放电单元、电量监测单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超级电容的重型车辆启动仪电源管理系统，包括为电源管理系统提供容置空间和通孔的电源壳体，其特征在于：
所述电源壳体内设有储存电能的超级电容组、充放电均衡管理系统、整流电路，所述充放电均衡管理系统包括电源管理单元、充电单元、放电单元以及电量监测单元，所述整流电路的输入端接入市电，所述整流电路的输出端与所述充电单元连接，所述放电单元与所述超级电容组连接，所述电源管理单元分别与所述充电单元、放电单元、电量监测单元连接。


2.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于：
所述充电单元包括充电控制单元、充电监测单元，所述充电控制单元分别与所述整流电路的输出端、电源管理单元、超级电容组连接，用于控制所述整流电路输出后的直流电进入所述超级电容组，所述充电监测单元分别与所述整流电路的输出端、电源管理单元连接，用于检测市电接入后所述整流电路的工作状态信号，并将检测到的工作状态信号输出至所述电源管理单元。


3.根据权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于：
所述放电单...

【专利技术属性】
技术研发人员：周龙彬，周莹，
申请(专利权)人：中安创科深圳技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44