專利名稱：一種基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起
動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,柴油機(jī)以其功率大、壽命長(zhǎng)和動(dòng)力足等優(yōu)點(diǎn),使其使用越來越普遍。目前，現(xiàn)代柴油汽車已在重型車中基本取得了壟斷地位，柴油機(jī)在輕型汽車中占有了 30 40%的比例，在轎車中已占有比例正在逐步上升。在能源緊張的歐洲大陸和日本，柴油轎車中占有一定的比例。世界轎車的柴油化程度正在不斷提高。柴油機(jī)的起動(dòng)性能，決定了機(jī)組能否正常工作。但是，目前大部分柴油機(jī)在_20°C以下都存在起動(dòng)困難的問題。由于我國北方地區(qū)在冬季經(jīng)常出現(xiàn)_20°C以下的氣候條件，因此，若實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)家用化，首先須解決柴油機(jī)的低溫起動(dòng)問題。目前，柴油機(jī)在低溫條件下起動(dòng)的輔助措施主要有蓄電池保溫，蓄電池放入屋內(nèi)，起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)臨時(shí)安裝，熱水預(yù)溫，明火烤車，燃油加熱等措施。所采取的這些措施不但操作復(fù)雜，不安全，而且起動(dòng)成功率低，不能作為解決柴油機(jī)低溫起動(dòng)的可靠辦法。超級(jí)電容器是一種新型儲(chǔ)能裝置，它具有充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。超級(jí)電容在其儲(chǔ)能的過程中并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲(chǔ)能過程是可逆的，因此其低溫特性好，可工作于攝氏零下30°C的環(huán)境中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題在于提供一種基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，利用超級(jí)電容起動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，該裝置是一種功能齊全、自動(dòng)化程度高的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，包括相串聯(lián)的第一、第二電容器模組，第一電容器模組的一端連接第一輸出端，另一端串接第二電容器模組的一端，第二電容器模組的另一端連接公共輸出端，第二電容器模組的一端還與第二輸出端相連接；控制電路板包括超級(jí)電容和超級(jí)電容充電管理器，超級(jí)電容充電管理器與超級(jí)電容相連接，超級(jí)電容通過超級(jí)電容充電管理器向第一、第二電容器模組充電；超級(jí)電容的兩端分別連接有AC/DC適配器和/或DC/DC適配器。所述的AC/DC適配器與交流電源相連接，將交流轉(zhuǎn)直流，為超級(jí)電容充電；所述的DC/DC適配器與直流電源相連接，將直流電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，為超級(jí)電容充電。所述的交流電源為220V的電源，直流電源為10 36V的電源。所述的第一、第二電容器模組為電壓12V，電容容量為500F的超級(jí)電容模組。所述超級(jí)電容充電管理器與第一電容器模組的正極之間串接有第一開關(guān)，超級(jí)電容充電管理器與第二電容器模組的正極之間串接有第二開關(guān)，公共輸出端與第二電容器模組的負(fù)極之間串接有第三開關(guān)。所述的超級(jí)電容充電管理器的輸出端還連接有雙極晶體管的發(fā)射極，雙極晶體管的集電極與公共輸出端之間串接有測(cè)試電阻。當(dāng)進(jìn)行24V測(cè)試時(shí)，第一開關(guān)閉合，第二開關(guān)、第三開關(guān)斷開；當(dāng)進(jìn)行12V測(cè)試時(shí)，第二開關(guān)閉合，第一開關(guān)、第三開關(guān)斷開時(shí)。當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的起動(dòng)電壓為12V，第二輸出端接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的正極，公共輸出端)接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的負(fù)極，起動(dòng)超級(jí)電容充電管理器和第二開關(guān)給第二電容器模組充電，充電到12 15V后，接通第三開關(guān)，在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，由第二電容器模組給起動(dòng)機(jī)供電。當(dāng)柴油機(jī)啟起蓄電池的起動(dòng)電壓為24V，第一輸出端接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的正極，公共輸出端接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的負(fù)極，起動(dòng)超級(jí)電容充電管理器和第一開關(guān)給第一、第二電容器模組充電，充電到24 30V后，接通第三開關(guān)，在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，由第一、第二電容器模組給起動(dòng)機(jī)供電。所述超級(jí)電容還連接有發(fā)光二極管，如果基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置所連接的柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的內(nèi)阻過大，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，提示更換柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池。所述的控制電路板和第一、第二電容器模組分別設(shè)置在帶有輪胎的機(jī)殼的第一、第二層中，控制電路板的旁邊設(shè)有與其相連接的DC/DC適配器，機(jī)殼的第三層中設(shè)有與DC/DC適配器相連接的低溫蓄電池，第一輸出端、第二輸出端和公共輸出端分別與輸出端延長(zhǎng)線相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明提供的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，采用超級(jí)電容代替鉛酸電池進(jìn)行低溫輔助起動(dòng)，解決了柴油機(jī)在_20°C以下的溫度條件下難以低溫起動(dòng)的難題，有助于柴油機(jī)的推廣使用。本發(fā)明提供的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，在輸出端既包括24V、12V兩種電壓起動(dòng)選擇，在供電方面既可以采用直流電源提供又可以通過交流電源提供，多種選擇為柴油機(jī)的起動(dòng)提供了更靈活的選擇。進(jìn)一步，本發(fā)明提供的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，還能夠制作成以低溫蓄電池儲(chǔ)能、超級(jí)電容起動(dòng)、功能齊全、自動(dòng)化程度高的便攜式的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，方便戶外使用。


圖1為本發(fā)明的電路連接示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為機(jī)殼；2為DC/DC適配器；3為控制電路板；4為超級(jí)電容模組；5為低溫蓄電池；6為輪胎；7為輸出端延長(zhǎng)線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。參見圖1，一種基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，包括相串聯(lián)的第一、第二電容器模組Cl、C2,第一電容器模組Cl的一端連接第一輸出端XI,另一端串接第二電容器模組C2的一端,第二電容器模組C2的另一端連接公共輸出端X3,第二電容器模組C2的一端還與第二輸出端X2相連接；控制電路板包括超級(jí)電容Gl和超級(jí)電容充電管理器A3，超級(jí)電容充電管理器A3與超級(jí)電容Gl相連接，超級(jí)電容Gl通過超級(jí)電容充電管理器A3向第一、第二電容器模組C1、C2充電；超級(jí)電容Gl的兩端分別連接有AC/DC適配器Al和/或DC/DC適配器A2。進(jìn)一步，所述的AC/DC適配器與交流電源相連接，將交流轉(zhuǎn)直流，為超級(jí)電容Gl充電；所述的DC/DC適配器與直流電源相連接，將直流電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，為超級(jí)電容Gl充電。具體的，所述的交流電源為220V的電源，直流電源為10 36V的電源。所述的第一、第二電容器模組Cl、C2為電壓12V，電容容量為500F的超級(jí)電容模組。進(jìn)一步，超級(jí)電容充電管理器A3與第一電容器模組Cl的正極之間串接有第一開關(guān)KMl，超級(jí)電容充電管理器A3與第二電容器模組C2的正極之間串接有第二開關(guān)KM2，公共輸出端X3與第二電容器模組C2的負(fù)極之間串接有第三開關(guān)KM3 ；所述的超級(jí)電容充電管理器A3的輸出端還連接有雙極晶體管Vl的發(fā)射極，雙極晶體管Vl的集電極與公共輸出端X3之間串接有測(cè)試電阻R1。當(dāng)進(jìn)行24V測(cè)試時(shí)，第一開關(guān)KMl閉合，第二開關(guān)KM2、第三開關(guān)KM3斷開；當(dāng)進(jìn)行12V測(cè)試時(shí)，第二開關(guān)KM2閉合，第一開關(guān)KM1、第三開關(guān)KM3斷開時(shí)。在進(jìn)行柴油機(jī)的起動(dòng)時(shí)當(dāng)柴油機(jī)啟動(dòng)蓄電池的起動(dòng)電壓為12V，第二輸出端X2接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的正極，公共輸出端X3接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的負(fù)極，起動(dòng)超級(jí)電容充電管理器A3和第二開關(guān)KM2給第二電容器模組C2充電，充電到12 15V后，接通第三開關(guān)KM3，在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，由第二電容器模組C2給起動(dòng)機(jī)供電。當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的起動(dòng)電壓為24V，第一輸出端Xl接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的正極，公共輸出端X3接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的負(fù)極，起動(dòng)超級(jí)電容充電管理器A3和第一開關(guān)KMl給第一、第二電容器模組Cl、C2充電，充電到24 30V后，接通第三開關(guān)KM3，在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，由第一、第二電容器模組Cl、C2給起動(dòng)機(jī)供電。超級(jí)電容Gl還連接有發(fā)光二極管，如果基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置所連接的柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的內(nèi)阻過大，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，提示更換柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池。下面提供一種低溫蓄電池儲(chǔ)能的便攜式的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置將所述的控制電路板3和第一、第二電容器模組Cl、C2組成的電容器模組4分別設(shè)置在帶有輪胎6的機(jī)殼I的第一、第二層中，在第一層中，控制電路板的旁邊設(shè)有與其相連接的DC/DC適配器2，機(jī)殼I的第三層中設(shè)有與DC/DC適配器2相連接的低溫蓄電池5，第一輸出端X1、第二輸出端X2和公共輸出端X3分別與輸出端延長(zhǎng)線7相連接。
權(quán)利要求
1.一種基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，包括相串聯(lián)的第一、第二電容器模組(Cl、C2),第一電容器模組(Cl)的一端連接第一輸出端(XI),另一端串接第二電容器模組(C2)的一端,第二電容器模組(C2)的另一端連接公共輸出端(X3),第二電容器模組(C2)的一端還與第二輸出端(X2)相連接； 控制電路板包括超級(jí)電容(Gl)和超級(jí)電容充電管理器(A3)，超級(jí)電容充電管理器(A3)與超級(jí)電容(Gl)相連接，超級(jí)電容(Gl)通過超級(jí)電容充電管理器(A3)向第一、第二電容器模組(Cl、C2)充電；超級(jí)電容(Gl)的兩端分別連接有AC/DC適配器(Al)和/或DC/DC適配器(A2)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，所述的AC/DC適配器與交流電源相連接，將交流轉(zhuǎn)直流，為超級(jí)電容(Gl)充電； 所述的DC/DC適配器與直流電源相連接，將直流電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，為超級(jí)電容(Gl)充電。
3.如權(quán)利要求2所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，所述的交流電源為220V的電源，直流電源為10 36V的電源。
4.如權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，所述的第一、第二電容器模組(Cl、C2)為電壓12V，電容容量為500F的超級(jí)電容模組。
5.如權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，超級(jí)電容充電管理器(A3)與第一電容器模組(Cl)的正極之間串接有第一開關(guān)(KM1)，超級(jí)電容充電管理器(A3)與第二電容器模組(C2)的正極之間串接有第二開關(guān)(KM2)，公共輸出端(X3)與第二電容器模組(C2)的負(fù)極之間串接有第三開關(guān)(KM3)； 所述的超級(jí)電容充電管理器(A3)的輸出端還連接有雙極晶體管(Vl)的發(fā)射極，雙極晶體管(Vl)的集電極與公共輸出端(X3)之間串接有測(cè)試電阻(Rl)。
6.如權(quán)利要求5所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行24V測(cè)試時(shí)，第一開關(guān)(KMl)閉合，第二開關(guān)(KM2)、第三開關(guān)(KM3)斷開； 當(dāng)進(jìn)行12V測(cè)試時(shí)，第二開關(guān)(KM2)閉合，第一開關(guān)(KMl)、第三開關(guān)(KM3)斷開時(shí)。
7.如權(quán)利要求5所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的起動(dòng)電壓為12V，第二輸出端(X2)接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的正極，公共輸出端(X3)接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的負(fù)極，起動(dòng)超級(jí)電容充電管理器(A3)和第二開關(guān)(KM2)給第二電容器模組(C2)充電，充電到12 15V后，接通第三開關(guān)(KM3)，在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，由第二電容器模組(C2)給起動(dòng)機(jī)供電。
8.如權(quán)利要求5所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的起動(dòng)電壓為24V，第一輸出端(Xl)接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的正極，公共輸出端(X3)接柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的負(fù)極，起動(dòng)超級(jí)電容充電管理器(A3)和第一開關(guān)(KMl)給第一、第二電容器模組(Cl、C2 )充電，充電到24 30V后，接通第三開關(guān)(KM3 )，在起動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，由第一、第二電容器模組(Cl、C2)給起動(dòng)機(jī)供電。
9.如權(quán)利要求5所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，超級(jí)電容(Gl)還連接有發(fā)光二極管，如果基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置所連接的柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池的內(nèi)阻過大，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，提示更換柴油機(jī)起動(dòng)蓄電池。
10.如權(quán)利要求1或5所述的基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，其特征在于，所述的控制電路板(3)和第一、第二電容器模組(C1、C2)分別設(shè)置在帶有輪胎(6)的機(jī)殼(I)的第一、第二層中，控制電路板的旁邊設(shè)有與其相連接的DC/DC適配器(2),機(jī)殼(I)的第三層中設(shè)有與DC/DC適配器(2)相連接的低溫蓄電池(5),第一輸出端(XI)、第二輸出端(X2)和公 共輸出端(X3)分別與輸出端延長(zhǎng)線(7)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于超級(jí)電容器模組的柴油機(jī)輔助起動(dòng)裝置，包括相串聯(lián)的第一、第二電容器模組，第一電容器模組的一端連接第一輸出端，另一端串接第二電容器模組的一端，第二電容器模組的另一端連接公共輸出端，第二電容器模組的一端還與第二輸出端相連接；控制電路板包括超級(jí)電容和超級(jí)電容充電管理器，超級(jí)電容充電管理器與超級(jí)電容相連接，超級(jí)電容通過超級(jí)電容充電管理器向第一、第二電容器模組充電；超級(jí)電容的兩端分別連接有AC/DC適配器和/或DC/DC適配器。本發(fā)明采用超級(jí)電容代替鉛酸電池進(jìn)行低溫輔助起動(dòng)，解決了柴油機(jī)在-20℃以下的溫度條件下難以低溫起動(dòng)的難題，有助于柴油機(jī)的推廣使用。
文檔編號(hào)F02N19/00GK103016234SQ201210559648
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者寧濤, 沈承, 曹世宏, 張福才, 胡國昌 申請(qǐng)人:中國人民解放軍總后勤部建筑工程研究所