瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,本實(shí)用新型將用電設(shè)備分為功率型用電單元和非功率型用電單元,功率型用電單元僅由瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器中的功率單元供電,非功率型用電單元由與瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器并聯(lián)的能量單元供電,以實(shí)現(xiàn)能量供給側(cè)和能量需求側(cè)的匹配和平衡。瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器包括串接的功率單元和隔離充電單元,本實(shí)用新型通過(guò)僅采用功率單元為功率型用電單元供電,解決了目前采用能量單元為功率型用電單元供電導(dǎo)致能量單元“超量配置”,并且對(duì)能量單元電流沖擊大,造成能量單元壽命降低等問(wèn)題,同時(shí)利用功率單元承擔(dān)瞬態(tài)大功率作業(yè)任務(wù),能夠提高功率型用電單元的工作性能,并提高供電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】
瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,屬于電路系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于功率型用電單元而言,目前采用容量較大的鉛酸蓄電池作為能量單元為其供電,而功率型用電單元啟動(dòng)時(shí)需要瞬態(tài)大電流,為滿足功率型用電單元啟動(dòng)所需的瞬態(tài)大功率要求,不得不“超量配置”鉛酸電池,使電池又大又笨重,既浪費(fèi)資源又不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)由于功率型用電單元啟動(dòng)電流較大,對(duì)鉛酸蓄電池的電流沖擊較大,造成正極板活性物質(zhì)脫落,使得鉛酸電池組容量下降較快,使用壽命較短(一般為2?3年),更換較為頻繁,增加用戶設(shè)備維護(hù)工作量和使用成本。并且鉛酸蓄電池主要含硫酸和重金屬鉛,對(duì)生態(tài)環(huán)境污染很大,又帶來(lái)極高的廢舊電池回收、處置等社會(huì)成本和環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]以內(nèi)燃機(jī)車輛為例,蓄電池作為能量單元是內(nèi)燃機(jī)車輛必不可少的電源之一,在車輛內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)向啟動(dòng)電機(jī)供電;發(fā)動(dòng)機(jī)不工作或發(fā)動(dòng)機(jī)在不高的轉(zhuǎn)速下工作時(shí),蓄電池向非功率型用電單元供電;在非功率型用電單元功率超過(guò)發(fā)電裝置功率時(shí),蓄電池同發(fā)電機(jī)聯(lián)合向非功率型用電單元供電。如圖1所示,內(nèi)燃機(jī)車輛的供電系統(tǒng)包括啟動(dòng)電機(jī)
1、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2、蓄電池4、車載耗電裝置5、車載發(fā)電機(jī)6和電壓調(diào)節(jié)器7,蓄電池4通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2與啟動(dòng)電機(jī)I連接,蓄電池4與車載耗電裝置5和車載發(fā)電機(jī)6并聯(lián),當(dāng)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2閉合,由蓄電池4為啟動(dòng)電機(jī)供電,在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)后,啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2斷開(kāi),蓄電池向車載耗電裝置供電。蓄電池既要承擔(dān)啟動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)任務(wù),又要為耗電裝置供電,兩類用電負(fù)載的不同用電特性對(duì)蓄電池性能要求差異很大:啟動(dòng)電機(jī)作為功率型用電單元要求蓄電池放電倍率性能優(yōu)異,而其它負(fù)載作為非功率型用電單元?jiǎng)t要求蓄電池具備一定容量即可、倍率性能要求不高。這種情況導(dǎo)致蓄電池為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)所需的瞬態(tài)大功率,不得不“超量配置”,使電池又大又笨重,不僅浪費(fèi)資源,而且也不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)蓄電池承擔(dān)啟動(dòng)電機(jī)功率型用電單元任務(wù)時(shí),需要經(jīng)受啟動(dòng)電機(jī)大電流的沖擊,對(duì)蓄電池造成損害,影響蓄電池的使用壽命,且蓄電池使用過(guò)程中,由于使用人員或維護(hù)人員無(wú)法準(zhǔn)確確認(rèn)蓄電池使用狀態(tài),通常以車輛隔夜后啟動(dòng)是否順暢的狀況作為判定蓄電池壽命是否終結(jié)的標(biāo)準(zhǔn),而不是以蓄電池?zé)o法蓄電或無(wú)法正常供應(yīng)非功率型用電單元用電作為蓄電池報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn),造成蓄電池被“過(guò)早判廢”。
[0004]為此,有人提出在蓄電池兩端并聯(lián)超級(jí)電容的方式來(lái)共同為啟動(dòng)電機(jī)供電,雖然這種方案在一定程度上延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命,但是蓄電池還是要承擔(dān)功率型用電單元的啟動(dòng)任務(wù),并沒(méi)有從根本上解決蓄電池為功率型用電單元供電導(dǎo)致對(duì)蓄電池電流沖擊大,造成蓄電池壽命降低的問(wèn)題;而且由于蓄電池與功率型用電單元電壓“箝位”問(wèn)題,這種改進(jìn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)問(wèn)題的改善也很有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,以解決目前采用能量單元為功率型用電單元供電導(dǎo)致能量單元“超量配置”,并且對(duì)能量單元電流沖擊大,造成能量單元壽命降低等問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題而提供一種瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,該瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器包括由功率單元和隔離充電單元串接而成主補(bǔ)償電路,該主補(bǔ)償電路的兩端用于并接能量單元,所述功率單元用于為功率型用電單元供電,所述隔離充電單元用于在功率單元電量低于設(shè)定值時(shí)或功率型用電單元工作前為功率單元充電,在其它時(shí)候斷開(kāi)功率單元與能量單元的電流通路,所述的功率單元為高倍率放電的儲(chǔ)能器件。
[0007]所述的隔離充電單元包括充電電路,所述的充電電路為AC-DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路、AC-DC開(kāi)關(guān)電路、DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路或DC-DC開(kāi)關(guān)電路。
[0008]所述的AC-DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的輸入整流濾波電路、高頻變壓器和輸出整流濾波電路,所述輸入整流濾波電路的輸入端用于連接交流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元。
[0009]所述的AC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓及限流電路,該開(kāi)關(guān)電路的輸入端用于連接交流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元,為功率單元充電。
[0010]所述的DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的高頻變壓器和輸出整流濾波電路,高頻變壓器的一側(cè)用于連接直流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元,為功率單元充電。
[0011]所述的DC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的電壓變換電路和穩(wěn)壓及限流電路,電壓變換電路輸入端用于連接直流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元,為功率單元充電。
[0012]所述的功率單元為超級(jí)電容器單體、由超級(jí)電容器單體通過(guò)串并聯(lián)組成的模塊或者電容器陣列。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型將用電設(shè)備分為功率型用電單元和非功率型用電單元,功率型用電單元僅由瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器中的功率單元供電,非功率型用電單元由與瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器并聯(lián)的能量單元供電,以實(shí)現(xiàn)能量供給側(cè)和能量需求側(cè)的匹配和平衡,達(dá)到各司其職的目的,從而解決原有供電系統(tǒng)存在的一系列問(wèn)題。瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器包括串接的功率單元和隔離充電單元,其中功率單元用于連接功率型用電單元,隔離充電單元用于在能量單元不給功率單元充電時(shí),斷開(kāi)功率單元與能量單元的電流通路,并用于在功率型用電單元工作前或功率單元電量不足時(shí),為功率單元充電,功率單元為能夠高倍率放電的儲(chǔ)能器件。本實(shí)用新型通過(guò)僅采用功率單元為功率型用電單元供電,解決了目前采用能量單元為功率型用電單元供電導(dǎo)致能量單元“超量配置”,并且對(duì)能量單元電流沖擊大,造成能量單元壽命降低等問(wèn)題,防止因能量單元過(guò)度放電導(dǎo)致功率型用電單元不能啟動(dòng)的情況,同時(shí)利用功率單元承擔(dān)瞬態(tài)大功率作業(yè)任務(wù),能夠提高功率型用電單元的工作性能。
[0014]同時(shí)由于能量單元不再承擔(dān)功率型用電單元的功率特性任務(wù),能量單元只需具備一定容量即可,且倍率性能要求不高,所選用的能量單元可以適當(dāng)減小其體積和重量,在選型配置上實(shí)現(xiàn)瘦身,從而節(jié)約資源,并減少環(huán)境污染及后期處置成本。
[0015]本實(shí)用新型的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器中隔離充電單元具備防反充功能,任何時(shí)候功率單元都不能向能量單元放電。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是目前內(nèi)燃機(jī)車輛電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖2-a是瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖2-b是瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019]圖3-a是本實(shí)用新型實(shí)施例中采用AC-DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020]圖3-b是本實(shí)用新型實(shí)施例中采用AC-DC開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021 ]圖4-a是本實(shí)用新型實(shí)施例中采用DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖4-b是本實(shí)用新型實(shí)施例中采用DC-DC開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖5是應(yīng)用本實(shí)用新型瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器的內(nèi)燃機(jī)車輛電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025]本實(shí)用新型將用電設(shè)備分為功率型用電單元和非功率型用電單元,在同一電氣系統(tǒng)中,功率型用電單元與非功率型用電單元是相對(duì)的概念,功率型用電單元具備持續(xù)用電時(shí)間短(小于10秒)、大功率(額定電流一般在幾十安培以上)的用電特征,如內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)電機(jī)等;非功率型用電單元具備持續(xù)用電時(shí)間可長(zhǎng)可短、小功率(額定電流一般在幾十安培以下)的用電特征,如車載各種燈類、點(diǎn)煙器、空調(diào)、喇叭、雨刮、車窗升降、電子儀表盤等。功率型用電單元僅由瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器中的功率單元供電,非功率型用電單元由與瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器并聯(lián)的能量單元供電,以實(shí)現(xiàn)能量供給側(cè)和能量需求側(cè)的匹配和平衡,使電氣系統(tǒng)得到優(yōu)化,延長(zhǎng)供電單元壽命,提高系統(tǒng)性能,減少資源浪費(fèi)和系統(tǒng)維護(hù)工作量,并通過(guò)輕量化和更高效率的功率單元的采用,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
[0026]本實(shí)施例中瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器包括由功率單元8和隔離充電單元9串接而成主補(bǔ)償電路,如圖2_a所示,該主補(bǔ)償電路的兩端用于并接能量單元4,功率單元用于為功率型用電單元供電,隔離充電單元9用于在功率單元電量達(dá)不到設(shè)定值時(shí)或功率型用電單元工作前為功率單元充電,在其它時(shí)候斷開(kāi)功率單元與能量單元的電流通路,主補(bǔ)償電路中功率單元的負(fù)極用于與能量單元的負(fù)極共地連接。
[0027]功率單元為高倍率放電的儲(chǔ)能器件,這里的高倍率放電的儲(chǔ)能器件是相對(duì)于能量單元而言的,能量單元為高能量密度、低功率密度的能量型儲(chǔ)能器件,如鉛酸電池等,能夠持續(xù)放電;而功率單元是針對(duì)功率型用電單元,能夠提供瞬態(tài)大電流。因此功率單元為超級(jí)電容器單體、通過(guò)超級(jí)電容器單體串并聯(lián)組成的模塊或者電容器陣列,如圖2-a所示。也可以是具備高倍率放電特性蓄電池,比如鋰離子電池(磷酸鐵鋰系、三元系、錳酸鋰系、鈦酸鋰系等)、卷繞式高倍率鉛酸電池,如圖2-b所示。
[0028]隔離充電單元具備隔離和充電的作用,能夠?qū)⒐β蕟卧?和能量單元4在電氣上隔離開(kāi)來(lái),也能對(duì)功率單元8進(jìn)行充電,該隔離充電單元可以通過(guò)能量單元或發(fā)電機(jī)對(duì)功率單元充電,也可以通過(guò)外接交流或直流電源對(duì)功率單元充電,根據(jù)充電輸入類型的不同,隔離充電單元的充電電路為AC-DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路、AC-DC開(kāi)關(guān)電路、DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路或DC-DC開(kāi)關(guān)電路。
[0029]當(dāng)采用交流輸入時(shí),例如市電網(wǎng),隔離充電單元采用AC-DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路,具體結(jié)構(gòu)如圖3_a所示,包括依次連接的輸入整流濾波電路、高頻變壓器和輸出整流濾波電路,該開(kāi)關(guān)電路有相應(yīng)控制電路,交流輸入經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路接入功率單元。處理過(guò)程如下:交流輸入通過(guò)整流濾波電路進(jìn)行整流濾波處理后變換為直流,然后進(jìn)入到高頻變壓器進(jìn)行逆變和高頻變換處理,輸出頻率變換后的交流電,最后進(jìn)入到輸出整流濾波電路,由輸出整流濾波電路對(duì)變換后的交流電進(jìn)行整流、濾波處理,得到與功率單元相適配的直流電,為功率單元充電。該開(kāi)關(guān)電路的充電過(guò)程由控制電路根據(jù)電壓環(huán)路和電流環(huán)路采集到開(kāi)關(guān)電路的信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行控制。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電路的保護(hù),該隔離充電單元還設(shè)置有保護(hù)電路。
[0030]當(dāng)隔離充電單元采用AC-DC開(kāi)關(guān)電路時(shí),其具體電路如圖3-b所示,該開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓及限流電路,交流電源經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路接入功率單元。該開(kāi)關(guān)電路的處理過(guò)程如下:交流電源通過(guò)變壓器變壓后,進(jìn)入到整流濾波電路對(duì)變壓后的交流電進(jìn)行整流和濾波,通過(guò)穩(wěn)壓及限流電路輸入到功率單元,實(shí)現(xiàn)對(duì)功率單元的充電。該開(kāi)關(guān)電路的控制可通過(guò)在開(kāi)關(guān)電路上設(shè)置開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn),同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電路的保護(hù),該隔離充電單元還設(shè)置有保護(hù)電路。
[0031]當(dāng)隔離充電單元采用DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路時(shí),其具體電路結(jié)構(gòu)如圖4_a所示,包括依次連接的高頻變壓器和輸出整流濾波電路,以及相應(yīng)的控制電路,直流輸入經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路接入功率單元。該開(kāi)關(guān)電路的處理過(guò)程如下:高頻變壓器將直流輸入進(jìn)行逆變和頻率變換,并將得到變頻后的交流電輸入到輸出整流濾波電路,經(jīng)輸出整流濾波電路對(duì)變頻后的交流電進(jìn)行整流和濾波,得到與功率單元相適配的直流電,為功率單元充電。整個(gè)開(kāi)關(guān)電路由控制電路控制,控制電路根據(jù)電壓環(huán)路和電流環(huán)路采集到開(kāi)關(guān)電路的信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行控制。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電路的保護(hù),該隔離充電單元還設(shè)置有保護(hù)電路。
[0032]當(dāng)隔離充電單元采用DC-DC開(kāi)關(guān)電路時(shí),其具體電路結(jié)構(gòu)如圖4-b所示,包括依次連接的電壓變換電路和穩(wěn)壓及限流電路,直流輸入經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路接入功率單元進(jìn)行充電。該開(kāi)關(guān)電路的處理過(guò)程如下:直流輸入通過(guò)電壓變換電路變壓后,進(jìn)入穩(wěn)壓及限流電路,經(jīng)穩(wěn)壓及限流電路得到與功率單元相適配的直流電,輸入到功率單元,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)功率單元的充電。該開(kāi)關(guān)電路的控制可通過(guò)在開(kāi)關(guān)電路上設(shè)置開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn),同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電路的保護(hù),該隔離充電單元還設(shè)置有保護(hù)電路。
[0033]隔離充電單元可根據(jù)充電輸入類型的不同選擇不同的充電結(jié)構(gòu),當(dāng)充電輸入類型既有交流輸入又有直流輸入時(shí),可將直流輸入對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)電路和交流輸入對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行組合。
[0034]此外,根據(jù)需要,本實(shí)用新型的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器還包括外圍電路,該外圍電路包括與功率單元連接的檢測(cè)電路、保護(hù)及均衡電路和管理及顯示模塊,通過(guò)檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)功率單元的電量,通過(guò)保護(hù)及均衡電路實(shí)現(xiàn)功率單元的均衡保護(hù)、充電保護(hù)、放電保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)和短路保護(hù)功能等,通過(guò)管理及顯示模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)功率單元的管理和參數(shù)顯示。檢測(cè)電路、保護(hù)及均衡電路和管理及顯示模塊可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì),各功能電路的實(shí)現(xiàn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言屬于常規(guī)技術(shù)手段,這里不再給出具體的電路說(shuō)明。
[0035]本實(shí)用新型的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)搭載裝置(比如車輛、艦船、飛機(jī)、機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)等)的供電系統(tǒng),使用時(shí),可將瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器中的功率單元連接到作為功率型用電單元的內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)電機(jī)上,將主補(bǔ)償電路的兩端用于并聯(lián)到內(nèi)燃機(jī)車輛電氣系統(tǒng)中作為能量單元的蓄電池的兩端。
[0036]下面將該瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)車輛電氣系統(tǒng)中,如圖5所示,該內(nèi)燃機(jī)車輛供電系統(tǒng)包括啟動(dòng)電機(jī)1、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2、瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器3、蓄電池4、車載耗電裝置5、車載發(fā)電機(jī)6和電壓調(diào)節(jié)器7,瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器3與蓄電池4并接,瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器3通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2與啟動(dòng)電機(jī)I連接,用于為啟動(dòng)電機(jī)I提供電能,蓄電池4與車載耗電裝置5和車載發(fā)電機(jī)6并聯(lián),電壓調(diào)節(jié)器7用于對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)電壓的穩(wěn)定輸出。瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器3用于保證啟動(dòng)時(shí)功率單元8與蓄電池4斷開(kāi),功率單元8只能夠向啟動(dòng)電機(jī)I供電,而不能向車載耗電裝置5以及蓄電池4供電;瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器3保證功率單元8電量不足時(shí)或啟動(dòng)電機(jī)I啟動(dòng)前將功率單元8和蓄電池4導(dǎo)通,由車載發(fā)電機(jī)或蓄電池為功率單元充電;瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器3保證車輛熄火后功率單元8和蓄電池4斷開(kāi);從而使功率單元8、蓄電池4根據(jù)其特性各司其職,分別滿足不同的負(fù)載特性需求,充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
[0037]該供電系統(tǒng)的工作過(guò)程如下:當(dāng)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)前,蓄電池4或外接電源首先給功率單元8充電;當(dāng)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí),功率單元8與蓄電池4之間的電流通路已經(jīng)通過(guò)隔離充電單元9斷開(kāi),閉合啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2,僅由功率單元8為啟動(dòng)電機(jī)I供電,由啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)車輛內(nèi)燃機(jī);當(dāng)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)完成后,斷開(kāi)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2,隔離充電單元9判斷功率單元8電量是否充足,若不足,則車載發(fā)電機(jī)6通過(guò)隔尚充電單兀9為功率單兀8充電,若電量充足,則不充電;啟動(dòng)完成后,車載發(fā)電機(jī)6開(kāi)始向車載用電裝置5供電,并且給蓄電池4充電以及在功率單元8電量不足時(shí)給其充電,在車載發(fā)電機(jī)6無(wú)法滿足車載用電裝置5時(shí),由蓄電池4與車載發(fā)電機(jī)6—起為車載用電裝置5供電;當(dāng)車載發(fā)電機(jī)6停止工作時(shí),控制隔尚充電單兀9斷開(kāi)功率單兀8與蓄電池4之間的電氣連接,若車載用電裝置5繼續(xù)工作,則此時(shí)所需電能完全由蓄電池4提供;隔離充電單元具備防反充功能,任何時(shí)候功率單元8都不能向蓄電池4放電從而保證功率單元8能夠進(jìn)行后續(xù)的啟動(dòng)。
[0038]從上述的應(yīng)用實(shí)例中可以看出,瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器能夠代替蓄電池,為功率型用電單元即啟動(dòng)電機(jī)提供電能,使蓄電池不再承擔(dān)瞬態(tài)大功率作業(yè)任務(wù),蓄電池只負(fù)責(zé)小功率負(fù)載的持續(xù)供能,避免了蓄電池受大電流沖擊,提高了蓄電池的使用壽命,同時(shí),在蓄電池選型配置上可以“瘦身”,實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。此外,瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器僅用于為啟動(dòng)電機(jī)供電,隔離充電單元具備防反充功能,禁止功率單元向能量單元放電,對(duì)功率單元有一定的保護(hù)作用,同時(shí)在功率單元電量不足時(shí)或啟動(dòng)電機(jī)工作前,可通過(guò)隔離充電單元將瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器連接到車載發(fā)電機(jī)、外接電源或蓄電池上進(jìn)行充電。同時(shí)依靠本實(shí)用新型的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器進(jìn)行啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性更好,尤其是低溫啟動(dòng)性更好,蓄電池不會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)較大電壓降的情況,保證供電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定輸出,減少用電負(fù)載因電能質(zhì)量不穩(wěn)造成的損壞。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,其特征在于,該瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器包括由功率單元和隔離充電單元串接而成主補(bǔ)償電路,該主補(bǔ)償電路的兩端用于并接能量單元,所述功率單元用于為功率型用電單元供電,所述隔離充電單元用于在功率單元電量低于設(shè)定值時(shí)或功率型用電單元工作前為功率單元充電,在其它時(shí)候斷開(kāi)功率單元與能量單元的電流通路,所述的功率單元為高倍率放電的儲(chǔ)能器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,其特征在于,所述的隔離充電單元包括充電電路,所述的充電電路為AC-DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路、AC-DC開(kāi)關(guān)電路、DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路或DC-DC開(kāi)關(guān)電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,其特征在于,所述的AC-DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的輸入整流濾波電路、高頻變壓器和輸出整流濾波電路,所述輸入整流濾波電路的輸入端用于連接交流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,其特征在于,所述的AC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓及限流電路,該開(kāi)關(guān)電路的輸入端用于連接交流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元,為功率單元充電。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,其特征在于,所述的DC-AC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的高頻變壓器和輸出整流濾波電路,高頻變壓器的一側(cè)用于連接直流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元,為功率單元充電。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,其特征在于,所述的DC-DC開(kāi)關(guān)電路包括依次連接的電壓變換電路和穩(wěn)壓及限流電路,電壓變換電路輸入端用于連接直流輸入,經(jīng)該開(kāi)關(guān)電路處理后轉(zhuǎn)換為與功率單元相適配的直流電輸入到功率單元,為功率單元充電。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬態(tài)動(dòng)力功率補(bǔ)償器,其特征在于,所述的功率單元為超級(jí)電容器單體、由超級(jí)電容器單體通過(guò)串并聯(lián)組成的模塊或者電容器陣列。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK205646974SQ201620324893
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】莊淑君, 霍國(guó)平, 孫藝嘉, 梁亞麗, 路永廣
【申請(qǐng)人】洛陽(yáng)尹太科智能科技有限公司