方舱电站低温启动辅助系统及方舱电站的制作方法

1.本实用新型涉及方舱电站辅助启动技术领域，更加具体来说，本实用新型涉及一种方舱电站低温启动辅助系统。


背景技术：

2.目前轮式底盘车汽车电站的低温使用环境指标为
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40℃，为保证发电机组能在低温环境下顺利启动，现有主流系统配置为发动机进气预热+多块常温免维护蓄电池+水套加热器或燃油加热器。而此系统的劣势在于，电站长时间处在低温环境下，存在缸体冻结、燃油雾化困难等现象，普通蓄电池的低温特性差和放电电流值低，无法提供尺寸大电流，容易导致启动失败；水套加热器需要在有外接市电的情况下才能使用，对于一些在戈壁滩、沙漠等试验场区以及大范围停电需要应急发电的区域，没有市电可以接入，水套加热器就无法正常使用；燃油加热器需要有辅助油箱，对于轻量化、小型化要求严格的电站，无疑增加了舱内布局的难度。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型创新地提供了一种方舱电站低温启动辅助系统及方舱电站，通过进气预热、低温蓄电池和超级电容的配合实现方舱电站的低温启动；电站启动后，使用发电机组输出交流电，通过充电发电机内部的整流板输出直流电，对超级电容和蓄电池进行充电，保证超级电容和蓄电池电量充足，无需接入市电，电路稳定可靠；方舱电站低温启动辅助系统在方舱电站内占用空间小，重量轻，成本低。
4.为实现上述的技术目的，本实用新型第一方面公开了一种方舱电站低温启动辅助系统，包括低温启动控制器ecu、柴油水温传感器、进气温度传感器、进气预热器、进气预热继电器、环境温度传感器、低温蓄电池、超级电容、低温启动开关和短路接触器，所述进气预热器、进气预热继电器和低温蓄电池串联电连接；所述低温蓄电池、超级电容和低温启动开关通过动力电缆串联后的正极与发动机起动机的正极连接、负极连接接地端子，所述超级电容通过动力电缆并联有所述短路接触器；所述低温蓄电池、所述超级电容和方舱电站内的充电发电机通过充电线缆串联；所述柴油水温传感器、所述进气温度传感器和所述环境温度传感器均与所述低温启动控制器ecu的输入端连接，所述进气预热继电器、所述低温启动开关和所述短路接触器均与所述低温启动控制器ecu的输出端连接。
5.进一步地，所述低温蓄电池和超级电容通过动力电缆串联的负极与接地端子之间连接有接触器。
6.进一步地，所述进气预热器为ptc加热器。
7.进一步地，所述超级电容的数量为一个或多个，多个超级电容串联。
8.进一步地，所述低温蓄电池的数量为一个或多个，多个低温蓄电池串联。
9.为实现上述的技术目的，本实用新型第二方面公开了一种方舱电站，包括第一方面任一项所述的方舱电站低温启动辅助系统，方舱电站低温启动辅助系统固定在发电机组
室内，所述发电机组室由前隔墙、后隔墙、方舱电站左侧板、方舱电站右侧板、方舱电站顶板和方舱电站底板围成，进气预热器设置在发动机的进气管内，低温蓄电池和超级电容固定在前隔墙或后隔墙上。
10.进一步地，所述发电机组室的方舱电站左侧板和/或方舱电站右侧板上设置有检修门。
11.进一步地，所述发电机组室的方舱电站顶板上安装有检修盖板。
12.本实用新型的有益效果为：
13.本实用新型的方舱电站低温启动辅助系统通过进气预热、低温蓄电池和超级电容的配合实现方舱电站的低温启动；进气预热时，低温蓄电池为进气预热器供电；电站启动时，低温蓄电池或者低温蓄电池与超级电容为发动机起动机供电；电站启动后，使用发电机组输出交流电，通过充电发电机内部的整流板输出直流电，对超级电容和蓄电池进行充电，保证超级电容和蓄电池电量充足，无需接入市电，电路稳定可靠；方舱电站低温启动辅助系统在方舱电站内占用空间小，重量轻，成本低。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例的方舱电站低温启动辅助系统的结构示意图；
15.图2是本实用新型实施例的方舱电站低温启动辅助系统的电路图；
16.图3是本实用新型实施例的方舱电站低温启动辅助系统的低温启动流程图；
17.图4是本实用新型实施例的方舱电站的发电机组室的结构示意图。
18.图中，
19.1、低温启动控制器ecu；2、柴油水温传感器；3、进气温度传感器；4、进气预热器；5、进气预热继电器；6、环境温度传感器；7、低温蓄电池；8、超级电容；9、低温启动开关；10、短路接触器；11、充电发电机；12、发动机起动机；13、接地端子；14、接触器；16、前隔墙；17、后隔墙；18、方舱电站底板；19、发电机组。
具体实施方式
20.下面结合说明书附图对本实用新型提供的方舱电站低温启动辅助系统及方舱电站进行详细的解释和说明。
21.如图1和2所示，本实施例具体公开了一种方舱电站低温启动辅助系统，包括低温启动控制器ecu1、柴油水温传感器2、进气温度传感器3、进气预热器4、进气预热继电器5、环境温度传感器6、低温蓄电池7、超级电容8、低温启动开关9和短路接触器10，进气预热器4、进气预热继电器5和低温蓄电池7串联电连接，形成串联电路，在进气预热时，低温蓄电池7为进气预热器供电；进气预热时，进气预热继电器5闭合，电路接通，进气预热器4工作、进气预热器4的加热片散发热量加热发电机组19的发动机进气管内的空气。低温蓄电池7、超级电容8和低温启动开关9通过动力电缆串联后的正极与发动机起动机12的正极连接、负极连接接地端子13，超级电容8通过动力电缆并联有短路接触器10，此为放电电路，为发动机起动机12供电。短路接触器10闭合时将超级电容8短路，使低温蓄电池7单独工作放电释放电流，为发动机起动机12供电；短路接触器10打开时，低温蓄电池7和超级电容8同时工作释放瞬时大启动电流，为发动机起动机12供电，稳定释放电流保证低温下顺利启动。低温蓄电池
7、超级电容8和方舱电站内的充电发电机11通过充电线缆串联，此为充电电路；在方舱电站启动后，超级电容8和低温蓄电池7切换为充电模式，使用柴油发电机组19输出交流电，通过充电发电机11内部的整流板，输出直流电，对其进行充电，保证超级电容8和蓄电池电量充足。
22.柴油水温传感器2、进气温度传感器3和环境温度传感器6均与低温启动控制器ecu1的输入端连接，柴油水温传感器2用于采集柴油水温度，进气温度传感器3用于采集进气温度，环境温度传感器6用于采集环境温度，各温度传感器将采集的温度数据传输给低温启动控制器ecu1。进气预热继电器5、低温启动开关9和短路接触器10均与低温启动控制器ecu1的输出端连接，低温启动控制器ecu1根据温度数据控制进气预热继电器5、低温启动开关9和短路接触器10的闭合或打开，控制进气预热和放电。低温启动控制器ecu1的控制方法采用现有的控制方法。
23.低温蓄电池7和超级电容8通过动力电缆串联的负极与接地端子13之间连接有接触器14，接触器14起保护作用。
24.进气预热器4为ptc加热器，ptc加热器的加热片呈格栅式排布，加热效果好，且不影响进气。
25.超级电容8是一种具有超级储电能力、可提供强大脉动功率的物理二次电源，其使用过程中是没有任何化学反应，也没有高速旋转等机械运动。超级电容8的数量为一个或多个，多个超级电容8串联，增大释放的电流。
26.低温蓄电池7的数量为一个或多个，多个低温蓄电池7串联增大释放的电流。
27.如图3所示，当柴油水温传感器2和进气温度传感器3采集的柴油水温度和进气温度低于预设温度阈值时，在本实施例中，均为0℃，低温启动控制器ecu1控制进气预热继电器5闭合，进气预热器4电路接通，低温蓄电池提供电源，进气预热器4散发热量加热发动机进气管内的空气，可使进气管的气体温度达到150℃左右，高温气体进入气缸被压缩，能形成足以使可燃混合气着火的压缩温度。进气预热一定时间后停止。进气预热继电器5可通过低温启动控制器ecu1控制控制，也可以通过手动控制。
28.当环境温度传感器6采集的环境温度高于第一温度阈值时，在本实施例中为
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20℃，低温启动控制器ecu1控制低温启动开关9和短路接触器10闭合，低温蓄电池7单独供电，释放启动电流给发动机起动机12，保证方舱电站顺利启动。当环境温度传感器6采集的环境温度在第一温度阈值和第二温度阈值之间时，第二温度阈值低于第一温度阈值，在本实施例中，第二温度阈值为
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40℃，短路接触器10打开，低温蓄电池7和超级电容8串联同时释放瞬时大启动电流，为发动机起动机12供电，稳定释放电流保证方舱电站在低温下顺利启动。
29.电站启动之后，超级电容8和低温蓄电池7切换为充电模式，使用柴油发电机组19输出交流电，通过充电发电机11内部的整流板，输出直流电，对其进行充电，保证超级电容8和蓄电池电量充足。
30.在进气预热时，低温蓄电池为进气预热器提供电源；进气预热结束后，低温蓄电池为发动机起动机提供电流；电站启动后，充电发电机为超级电容和低温蓄电池充电，避免接入市电，能适应各种苛刻环境，且通过进气预热、低温蓄电池7和超级电容8的配合，实现方舱电站的低温下启动。
31.本实施例还公开了一种方舱电站，包括上述任一项的方舱电站低温启动辅助系
统，方舱电站低温启动辅助系统固定在发电机组室内，如图4所示，发电机组室由前隔墙16、后隔墙17、方舱电站左侧板、方舱电站右侧板、方舱电站顶板和方舱电站底板18围成，进气预热器4设置在发动机的进气管内，低温蓄电池7和超级电容8固定在前隔墙16或后隔墙17上。
32.发电机组独立成室，空间小，发电机组19外形尺寸基本上占据了整个发电机组室的空间，本实用新型充分利用发电机组与隔墙之间的空间，把低温启动辅助系统依次安装在室内隔墙上，提高了舱内的空间利用率。
33.发电机组室的方舱电站左侧板和/或方舱电站右侧板上设置有检修门，检修门为可拆卸式。发电机组室的方舱电站顶板上安装有检修盖板，方便低温启动辅助系统的安装、维护和保养。
34.本实施例满足了方舱电站小型化、轻量化的发展要求，能满足环境苛刻条件下的使用，方舱舱体内部的空间紧凑，保证电站能在低温环境下正常输出。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。