車輛及其起動機啟動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了車輛及其起動機啟動裝置，該啟動裝置除了包括電池，還包括電容包，所述電池與所述電容包并聯(lián)；所述電池的正極和所述電容包的正極均用于與所述起動機的正極電連接，所述電池的負極和所述電容包的負極均用于與所述起動機的負極電連接。該啟動裝置在起動機靜止時，由電池以較小的電流給電容包充電；在起動機啟動時，由電容包給起動機提供較大的啟動電流，可以很好地避免電池頻繁地輸出大電流，從而延長了電池的使用壽命，降低了電池的更換頻次，進而降低了車輛的維修費用，并減少了報廢電池對環(huán)境造成的污染。
【專利說明】
車輛及其起動機啟動裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種車輛，特別是涉及車輛及其起動機啟動裝置。
【背景技術】
[0002]目前市場上的軌道交通車輛、客車、轎車等車輛(以下統(tǒng)稱為車輛)的起動機(也稱馬達)在啟動時主要利用電池作為啟動電源供電。但是，由于起動機啟動時的功率通常很大，而電池的輸出電壓基本保持恒定，一般為24V，致使起動機啟動時需要電池輸出很大的電流作為啟動電流，例如軌道交通車輛的啟動電流一般在1000A?2000A之間或者更大。
[0003]然而，不可避免地，在車輛的整個生命周期內(nèi)起動機會被多次地啟動，如果每次都由電池向起動機提供大電流，會造成電池過度放電，損壞電池的電極，致使電池容量及電壓下降，進而縮短電池的使用壽命。這就需要在車輛的整個生命周期內(nèi)，多次更換電池，以保證車輛的正常工作。
[0004]但是，頻繁地更換電池不僅會增加車輛的維修保養(yǎng)費用，更換下的電池報廢后還會對環(huán)境造成污染。
[0005]因此，如何避免電池輸出大電流以延長電池的使用壽命是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型實施例的目的在于提供一種起動機啟動裝置，以避免電池輸出大電流，進而延長電池的使用壽命，降低電池更換頻次，從而降低車輛維修費用，并減少報廢電池對環(huán)境造成的污染。此外，本實用新型實施例還提供一種包括該起動機啟動裝置的車輛。
[0007]為達到上述目的，本實用新型提供了一種起動機啟動裝置，除了包括電池，還包括電容包；
[0008]所述電池與所述電容包并聯(lián);所述電池的正極和所述電容包的正極均用于與所述起動機的正極電連接，所述電池的負極和所述電容包的負極均用于與所述起動機的負極電連接。
[0009]顯然，與【背景技術】中所記載的僅由電池給起動機提供較大的啟動電流的方案相比，本【具體實施方式】所提供的啟動裝置在起動機靜止時，由電池以較小的電流給電容包充電；在起動機啟動時，由電容包給起動機提供較大的啟動電流，可以很好地避免電池頻繁地輸出大電流，從而延長了電池的使用壽命，降低了電池的更換頻次，進而降低了車輛的維修費用，并減少了報廢電池對環(huán)境造成的污染。
[0010]可選地，所述裝置還包括升壓元件、第一單向?qū)щ娫偷诙蜗驅(qū)щ娫?br>[0011]所述升壓元件的輸入端與所述電池電連接，所述升壓元件的輸出端與所述電容包電連接；
[0012]所述第一單向?qū)щ娫妮斎攵伺c所述電池的正極電連接，所述第二單向?qū)щ娫妮斎攵伺c所述電容包的正極電連接，所述第一單向?qū)щ娫妮敵龆伺c所述第二單向?qū)щ娫妮敵龆穗娺B接;所述第一單向?qū)щ娫妮敵龆撕退龅诙蜗驅(qū)щ娫妮敵龆司糜谂c所述起動機的正極電連接。
[0013]可選地，當所述電池的標稱電壓為24V時，所述電容包的標稱電壓在26V?30.5 V之間。
[0014]可選地，所述第一單向?qū)щ娫退龅诙蜗驅(qū)щ娫鶠槎O管。
[0015]可選地，所述電池為鉛酸蓄電池或鋰電池。
[0016]可選地，所述電容包包括多個串聯(lián)連接的超級電容器。
[0017]可選地，所述裝置還包括外殼，所述電容包、所述第一單向?qū)щ娫?、所述升壓元件和所述第二單向?qū)щ娫庋b于所述外殼內(nèi)；所述外殼上設置有用于使封裝在所述外殼內(nèi)的各元件與所述電池以及所述起動機電連接的出線孔。
[0018]可選地，所述外殼上設置有3個出線孔，分別為:第一出線孔、第二出線孔和第三出線孔;其中，所述第一出線孔用于使所述升壓元件的輸入端的正極和所述第一單向?qū)щ娫妮斎攵司c所述電池的正極電連接;所述第二出線孔用于使所述第一單向?qū)щ娫妮敵龆撕退龅诙蜗驅(qū)щ娫妮敵龆司c所述起動機的正極電連接;所述第三出線孔用于使所述電容包的負極和所述升壓元件的輸入端的負極均與所述電池的負極電連接，并用于使所述電池和所述電容包的負極均與所述起動機的負極電連接。
[0019]可選地，所述外殼上設置有提手。
[0020]此外，本實用新型還提供一種車輛，所述車輛包括上述起動機啟動裝置。
[0021]同樣的，本實用新型提供的車輛由于包含上述起動機啟動裝置，因此具有與上述起動機啟動裝置相同的技術效果，因此，對于該車輛的技術效果，本文不再贅述。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實用新型所提供的起動機啟動裝置的一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型所提供的起動機啟動裝置的另一【具體實施方式】的結構示意圖；
[0025]圖3為圖2中的啟動模組的外形結構示意圖；
[0026]圖4為圖2中的啟動模組的裝配示意圖。
[0027]圖1至圖4中各個部件名稱與相應附圖標記間的對應關系為:
[0028]I電池;2電容包；1I電源模塊;102啟動模組；
[0029]3第一單向?qū)щ娫?br>[0030]4升壓元件；
[0031]41升壓元件的輸入端;42升壓元件的輸出端；
[0032]5第二單向?qū)щ娫?br>[0033]6外殼;61外殼上部;62外殼下部;63散熱孔；
[0034]7出線孔;71第一出線孔，72第二出線孔，73第三出線孔；
[0035]8接線端子；
[0036]9 提手；
[0037]1組合元件。
【具體實施方式】
[0038]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0039]本實用新型的目的在于，提供一種能夠避免電池輸出大電流的起動機啟動裝置。在此基礎上，本實用新型還提供一種包含上述起動機啟動裝置的車輛。
[0040]請參考圖1，圖1顯示了本實用新型所提供的起動機啟動裝置的一種【具體實施方式】的結構示意圖。
[0041]如圖1所示，本實用新型所提供的一種起動機啟動裝置，除了包括電池I，還包括電容包2。
[0042]其中，電池I與電容包2并聯(lián)；電池I的正極和電容包2的正極均用于與所述起動機的正極電連接，電池I的負極和電容包2的負極均用于與所述起動機的負極電連接。即，將電池I的正極和電容包2的正極作為整個啟動裝置的輸出正極，將電池I的負極和電容包2的負極作為整個啟動裝置的輸出負極，以給起動機提供啟動電流。
[0043 ]圖1所示的起動機啟動裝置，當起動機處于靜止狀態(tài)時，由電池I給電容包2充電至電容包2的標稱電壓；當起動機啟動時，由電容包2率先并單獨給起動機輸出較大的啟動電流，以供起動機啟動，當然，可選地，電池I也可以輸出較小的電流以輔助電容包2給起動機供電；起動機啟動結束后，起動機返回靜止狀態(tài)，并由電池I繼續(xù)給電容包2充電至電容包2的標稱電壓，以給起動機的下一次啟動提供啟動電流。
[0044]在實際應中，啟動裝置可以通過是否接收到起動機啟動的信號來判斷，起動機處于靜止狀態(tài)還是啟動狀態(tài)。
[0045]可以理解的是，當起動機啟動時，電容包2之所以能夠率先并單獨給起動機提供較大的輸出電流是由電容包2本身的特性致使的。電容包2的放電過程是一個物理過程，在得到啟動信號的瞬間就可輸出大電流，且輸出大電流的持續(xù)時間可達十幾秒;而電池I的放電過程是一個化學反應過程，得到啟動信號后首先要進行化學反應，然后才能輸出電流。因此，當起動機啟動時，由電容包2率先并單獨給起動機供電。
[0046]另外，發(fā)明人通過實驗證明，由電容包2單獨給起動機提供啟動電流時，起動機僅需4s就能完成一次移動，由電池I單獨給起動機提供啟動電流時，起動機需要8s才能完成一次移動?？梢?，本實用新型實施例提供的啟動裝置還能縮短起動機啟動的時間，提高啟動效率。
[0047]需要說明的是，在圖1中并未將起動機示出，但本領域技術人員，可以根據(jù)上述文字記載的內(nèi)容實現(xiàn)本實用新型提供的起動機啟動裝置與起動機的電連接。
[0048]顯然，圖1所示的這種起動機啟動裝置，起動機靜止時，由電池I給電容包2充電，電池I提供的充電電流較小;起動機啟動時，由電容包2向起動機提供較大的啟動電流;可以很好地避免電池I頻繁地輸出大電流，從而延長了電池的使用壽命，降低了電池的更換頻次，進而降低了車輛的維修費用，并減少了報廢電池對環(huán)境造成的污染。
[0049]請參考圖2，圖2顯示了本實用新型所提供的起動機啟動裝置的另一【具體實施方式】的結構示意圖。
[0050]如圖2所示的這種起動機啟動裝置與圖1所示的實施例提供的起動機啟動裝置的不同之處在于，在圖1的基礎上，圖2所示的啟動裝置還包括:升壓元件4、第一單向?qū)щ娫?和第二單向?qū)щ娫?。
[0051 ]在圖2中，升壓元件4的輸入端41與電池I電連接，升壓元件4的輸出端42與電容包3電連接；
[0052]顧名思義，升壓元件4的用途是將電池I輸入的低電壓提升至高電壓并輸出。因此，可以將升壓元件4看作是一個升壓變壓器，其輸入端41為低壓側(cè)，其輸出端42為高壓側(cè)，且輸入端41的正極和負極分別與電池I的正極和負極電連接，輸出端42的正極和負極分別與電容包2的正極和負極電連接，以將電壓提升后給電容包2充電。
[0053]在圖2中，第一單向?qū)щ娫?的輸入端與電池I的正極電連接，第二單向?qū)щ娫?的輸入端與電容包的正極電連接，第一單向?qū)щ娫?的輸出端與第二單向?qū)щ娫?的輸出端電連接;第一單向?qū)щ娫?的輸出端和第二單向?qū)щ娫?的輸出端均用于與起動機的正極電連接。即，將第一單向?qū)щ娫?的輸出端和第二單向?qū)щ娫?的輸出端作為整個啟動裝置的輸出正極，將電池I的負極和電容包2的負極作為整個啟動裝置的輸出負極。
[0054]可以理解的是，單向?qū)щ娫褪怯糜谙拗齐娏鞯膯蜗蛄鲃?，因此，單向?qū)щ娫妮斎攵思礊樵撛恼龢O，單向?qū)щ娫妮敵龆思礊樵撛呢摌O。
[0055]由于充電完成后，相比于圖1所示的啟動裝置，圖2中的電容包2的標稱電壓大于電池I的標稱電壓，在起動機啟動時，如果不對電容包2產(chǎn)生的大電流的流向進行限制，則會導致電容包2同時向電池I和起動機輸出大電流，當電容包2給電池I反灌電流時也會影響電池I的使用壽命。因此，在圖2所示的啟動裝置中增設第一單向?qū)щ娫?，以限制電容包2向電池I反向放電，進而保護電池I不受損害。
[0056]與此同時，由于增設第一單向?qū)щ娫?后，使得電容包2輸出的大電流全部用于向起動機提供啟動電流，進而增加了車輛一次啟動成功的概率。
[0057]另外，在圖2中，之所以設置第二單向?qū)щ娫?，是為了限制電池I不通過升壓元件4而直接給電容包2充電。
[0058]圖2所示的這種起動機啟動裝置，起動機靜止時，升壓元件4將電池I輸出的電壓提升后將電容包2充電至電容包2的標稱電壓;起動機啟動時，與圖1所示的啟動裝置一樣，由電容包2率先并單獨給起動機輸出較大的啟動電流，以供起動機啟動，當然，可選地，電池I也可以輸出較小的電流以輔助電容包2給起動機供電；啟動后，起動機返回靜止狀態(tài)，并由電池I繼續(xù)給電容包2充電至電容包2的標稱電壓，以給起動機的下一次啟動提供啟動電流。
[0059]可見，相比于現(xiàn)有技術，圖2所示的這種起動機啟動裝置，也可以很好地避免電池I頻繁地輸出大電流，從而延長了電池的使用壽命，降低了電池的更換頻次，進而降低了車輛的維修費用，并減少了報廢電池對環(huán)境造成的污染。
[0060]另外，相比于圖1所示的啟動裝置，圖2所示的這種啟動裝置，由于增設了升壓元件4，使得電容包2的充電電壓高于電池I的標稱電壓，這不僅縮短了電池I將電容包2充至標稱電壓的時間，還提高了電容包2的標稱電壓。當電容包2的標稱電壓較高時，一次充電完成后至下一次充電開始時，電容包2能夠獨立給起動機提供啟動電流的次數(shù)增加(以下稱為電容包2獨立工作的次數(shù))，這使得車輛頻繁啟動時仍能夠由電容包2獨立提供啟動電流，可進一步延長電池I的使用壽命。
[0061 ] 例如，當電池I的標稱電壓為24V，經(jīng)升壓元件4升壓至30V，并以20A的電流對電容包2充電，10分鐘內(nèi)則可以將電容包充至26V?30V，若此時得到起動機啟動信號，電容包2可以向起動機輸出高達2200A的電流，并且可以獨立地工作2?3次。而圖1所示的啟動裝置僅能獨立工作I次。
[0062]詳細地，在圖2所示的實施例中，第一單向?qū)щ娫?和第二單向?qū)щ娫?均可以為二極管，當然也可以是其他能夠?qū)崿F(xiàn)單向?qū)щ姽δ艿脑?，本領域技術人員搭建的單向?qū)щ婋娐贰⒕чl管等，本實用新型對此不做具體限定。但是，為了降低成本并降低整個裝置中的電路結構的復雜度，優(yōu)選的為二極管。
[0063]詳細地，在圖1和圖2所示的實施例中，電池I可以為鉛酸蓄電池或鋰電池，當然也可以是其他類型的電池，本實用新型對此不做限定。
[0064]還有，圖1和圖2所示的實施例中的電容包2包括多個串聯(lián)連接的超級電容器(也稱超級電容單體)?？蛇x地，電容包2內(nèi)的每個超級電容器上均連接有平衡電路，以均衡串聯(lián)工作狀態(tài)下對電容包2充電時每個超級電容器的電壓，使整個啟動裝置能夠更安全地工作。通常情況下，當超級電容單體的電壓大于2.75V時，平衡電路開始工作，具體地，在每個超級電容器上連接平衡電路的具體方式屬于現(xiàn)有技術，此處不再贅述。
[0065]請繼續(xù)參考圖2至圖4，圖3顯示了圖2中的啟動模組102的外形結構示意圖；圖4顯示了圖2中的啟動模組102的裝配示意圖。
[0066]為了方便整個裝置的安裝和維修，在圖2中，將整個啟動裝置分成了兩個模塊:電源模塊101和啟動模組102。電源模塊101包括電池I;啟動模組102包括:電容包2、第一單向?qū)щ娫?、升壓元件4和第二單向?qū)щ娫?。
[0067]在圖3中，第二模塊102除了包括:電容包2、第一單向?qū)щ娫?、升壓元件4和第二單向?qū)щ娫?，還包括:外殼6。
[0068]電容包2、第一單向?qū)щ娫?、升壓元件4和第二單向?qū)щ娫?均封裝于所述外殼6內(nèi)。
[0069]為了實現(xiàn)封裝在啟動模組102內(nèi)的各元件與電池I以及起動機的電連接，圖3中的外殼6上還設置有出線孔7。
[0070]詳細地，圖3中的出線孔7的數(shù)量為3個，分別為:第一出線孔71、第二出線孔72和第三出線孔73。
[0071]其中，第一出線孔71用于使升壓元件4的輸入端的正極和第一單向?qū)щ娫?的輸入端均與電池I的正極電連接;第二出線孔72用于使第一單向?qū)щ娫?的輸出端和第二單向?qū)щ娫?的輸出端均與起動機的正極電連接;第三出線孔73用于使電容包2的負極和升壓元件4的輸入端41的負極均與電池I的負極電連接，并用于使電池I和電容包2的負極均與起動機的負極電連接。
[0072]在圖4中，第一單向?qū)щ娫?和第二單向?qū)щ娫?被集成在一個雙輸入單輸出的組合元件10中，以簡化啟動模組102的結構;外殼6由可分離地上下兩部分構成，分別為:外殼上部61和外殼下部62，二者可通過螺栓連接，其中外殼上部61上兩個面積最大的側(cè)板上還開設有多個散熱孔63，以使電池I給電容包2充電時電容包2產(chǎn)生的熱量，和電容包2給起動機提供啟動電流時產(chǎn)生的熱量能夠盡快地散發(fā)到空氣中，以進一步延長電池I的使用壽命，同時保證電容包2的使用安全。
[0073]需要說明的是，本文中所述及的電連接指的是，將各個電氣元件通過導線、連接器和各類控制開關連接，以實現(xiàn)電路的導通和斷開的一種連接方式。
[0074]在實際應用中，為了方便導線的連接，尤其是多根導線的互連，通常利用接線端子進行連接，因此，可選地，啟動模組102還可以包括:接線端子8。詳細地，在圖3和圖4中，接線端子8可以為4P的接線端子。
[0075]可選地，圖3和圖4中的外殼6上還可以設置有提手9，以方便啟動模組102的搬運和安裝。
[0076]除上述起動機啟動裝置外，本實用新型還提供一種車輛，包括本實用新型提供的起動機啟動裝置。
[0077]該車輛可以是軌道車輛，也可以是大型客車，凡是能夠應用本實用新型提供的起動機啟動裝置的車輛均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0078]需要說明的是，除上述起動機啟動裝置外，車輛中的其他部件以及各部件之間的連接關系均與現(xiàn)有技術相同，本領域的技術人員基于現(xiàn)有技術完全可以實現(xiàn)，因此本文對此不再贅述。
[0079]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體與另一個實體區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0080]本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種起動機啟動裝置，包括電池，其特征在于，還包括電容包； 所述電池與所述電容包并聯(lián);所述電池的正極和所述電容包的正極均用于與所述起動機的正極電連接，所述電池的負極和所述電容包的負極均用于與所述起動機的負極電連接。2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括升壓元件、第一單向?qū)щ娫偷诙蜗驅(qū)щ娫?所述升壓元件的輸入端與所述電池電連接，所述升壓元件的輸出端與所述電容包電連接； 所述第一單向?qū)щ娫妮斎攵伺c所述電池的正極電連接，所述第二單向?qū)щ娫妮斎攵伺c所述電容包的正極電連接，所述第一單向?qū)щ娫妮敵龆伺c所述第二單向?qū)щ娫妮敵龆穗娺B接;所述第一單向?qū)щ娫妮敵龆撕退龅诙蜗驅(qū)щ娫妮敵龆司糜谂c所述起動機的正極電連接。3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，當所述電池的標稱電壓為24V時，所述電容包的標稱電壓在26V?30V之間。4.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一單向?qū)щ娫退龅诙蜗驅(qū)щ娫鶠槎O管。5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的裝置，其特征在于，所述電池為鉛酸蓄電池或鋰電池。6.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的裝置，其特征在于，所述電容包包括多個串聯(lián)連接的超級電容器。7.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括外殼，所述電容包、所述第一單向?qū)щ娫⑺錾龎涸退龅诙蜗驅(qū)щ娫庋b于所述外殼內(nèi)；所述外殼上設置有用于使封裝在所述外殼內(nèi)的各元件與所述電池以及所述起動機電連接的出線孔。8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述外殼上設置有3個出線孔，分別為:第一出線孔、第二出線孔和第三出線孔;其中，所述第一出線孔用于使所述升壓元件的輸入端的正極和所述第一單向?qū)щ娫妮斎攵司c所述電池的正極電連接;所述第二出線孔用于使所述第一單向?qū)щ娫妮敵龆撕退龅诙蜗驅(qū)щ娫妮敵龆司c所述起動機的正極電連接;所述第三出線孔用于使所述電容包的負極和所述升壓元件的輸入端的負極均與所述電池的負極電連接，并用于使所述電池和所述電容包的負極均與所述起動機的負極電連接。9.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述外殼上設置有提手。10.—種車輛，其特征在于，包括權利要求1-9中任一項所述的起動機啟動裝置。
【文檔編號】F02N11/08GK205677751SQ201620560273
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日 公開號201620560273.6, CN 201620560273, CN 205677751 U, CN 205677751U, CN-U-205677751, CN201620560273, CN201620560273.6, CN205677751 U, CN205677751U
【發(fā)明人】陳勝軍, 張慶勇, 崔順峰
【申請人】集盛星泰(北京)科技有限公司