柴油机启动复合电源的制作方法_2

文档序号:9632894阅读:来源:国知局
的内阻值比为1:5~1:1。
[0014] 有益效果: (1;|本发明中电容部分能够提供较大的尖峰电流输出W及一定比例的平均电流输出, 运样铅酸蓄电池部分的容量就可W减小,制作铅酸蓄电池部分使用的铅极板就会少一些, 减少了环境污染; 记I电容瞬间的巨大电流输出有助于缓解蓄电池部分的尖峰放电过程,降低铅酸蓄电 池的放电倍率,延长了铅酸蓄电池的使用寿命; 其中B是成本低廉的无机系高压超级电容器,该发明针对传统的柴油机启动型铅酸蓄 电池使用寿命短,环境污染严重等缺陷,设计了柴油机启动复合电源,增加了蓄电池的使用 寿命W及降低环境污染。
【附图说明】
[001引图1 :是本发明中的柴油机启动复合电源示意图。
[0016] 图2 :是单独铅酸蓄电池对柴油机点火瞬间的电流和电压变化情况。
[0017] 图3 :是测定两只用于实验的错形表的时间响应一致性的整个打点火期间的电流 情况。
[0018] 图4 :是测定两只用于实验的错形表的时间响应一致性中从响应到尖峰电流阶段 的电流情况。
[0019] 图5 :是铅酸蓄电池组部分和无机超级电容器组部分放电响应时间的测定结果。
[0020] 图6 :复合电源中整体电流波形的测定结果。
[002。 图7 :复合电源中电容负向电流波形的测定结果 图中标记说明:1-槽子;2-塑料壳体;3-铅酸蓄电池组;4-无机系超级电容器组。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
[0023] 实验材料和仪器: 材料:柴油机启动复合电源,常用柴油机,其启动电机额定电压为24 V。
[0024] 仪器:示波器为购自日置的MR8870-30示波器,错形表为fhikeilOlO交直流错 形表。
[0025] 实施例1:测定单独蓄电池启动柴油机启动瞬间的电流和电压情况 此部分实验在襄阳东风汽车电器责任有限公司的台架实验中屯、完成,使用的铅酸蓄电 池为全新的骆驼80 Ah的两只额定电压12 V的铅酸蓄电池,两只蓄电池串联后的最终电 压在25. 1 V,测定的内阻大小在17.4 mQ。将组装电池连接到台架的启动电机上,启动电 机的功率是6-8 kw,额定电压24 V,柴油机型号为康明斯ISDe-270-30,柴油机额定功率为 198 kw。此柴油机配备有发电机,最高输出电压28 V,最大输出电流90 A。电源连接好W 后,启动柴油机点火,由于存在浮充,因此铅酸蓄电池的最终电压达到28 V,通过台架控制 室的电脑记录下其中一次实验的电流和电压情况如图2所示。
[0026] 图中横坐标的时间单位为0.5 ms/格,在启动的0.4 ms之前,铅酸蓄电池的电压 为28 V,输出电流为0 A,在启动的一瞬间有一个巨大的电流输出达到了 750 A左右,此时 的放电倍率是9. 4C,而在此时蓄电池的电压睹然从28 V降到了 20 V左右,在运个过程就是 欠压放电的过程,此大电流放电过程对电池的损伤特别大,我们将其定义为尖峰电流。在随 后的放电过程中,蓄电池电流大小在150 A左右的时候,铅酸蓄电池的电压才回复到26 V。
[0027] 结论:铅酸蓄电池的使用寿命不仅由环境条件决定,比如高溫低溫等都会影响到 蓄电池寿命,但是对其损伤最大的还是尖峰电流导致铅酸蓄电池内大量的硫酸铅被吸附到 蓄电池的负极表面形成硫酸盐化层,影响使用性能和寿命。但是如果电流大小达不到要求 又无法启动柴油机,上述实验中,该铅酸蓄电池的放电倍率达到了 9C,如果按照3C的标准, 已经远远超出了蓄电池承受范围,因此首要解决的问题就是怎么样在降低蓄电池电流输出 的情况下仍然能够启动柴油机,运样才能保证蓄电池使用更长的时间。目前研究的高成本 的有机系超级电容主要是作为储能电源,还没有也不可能在柴油机启动电源上开展研究。 [002引实施例2:蓄电池部分和电容部分的放电响应时间 通过理论知识,铅酸蓄电池是化学电池,其在放电过程中有一个发生化学反应的时间, 而无机系超级电容器充放电过程为物理过程,发生化学反应必然需要一定的时间,那么电 容的放电过程会不会比蓄电池快一些而导致尖峰电流放电时间不一致,最终达不到需要的 效果。为了完成上述实验,我们使用了更加精密的两只fluke错形表W及日置示波器进行 实验,此实验采用柴油机型号是YC6105QC,额定功率是105 kw,启动机功率是6. 5 kw。使用 的柴油机启动复合电源的电压为25. 1 V,而内阻情况则分别是蓄电池部分是13 mQ,电容 部分是45 mQ,柴油车启动复合电源的最终内阻12 mQ。
[0029] 首先将两只错形表A和B夹在同一根输出电源上,来测定两只错形表之间是否有 误差,结果如图3所示。其中横坐标是时间轴,纵坐标是电流轴,fluke ilOlO的比例是I mV/A,因此电压单位200 mV对应200 A,从图中可W看出两只错形表的结果几乎是重叠的, 并且尖峰电流达到了 580 A左右。
[0030] 将此图进行放大看两只错形表之间的误差,结果如图4所示。图4中可W看到,两 只错形表同时捕捉到了电流变化的信号,也就是说两只错形表在时间应答上具有很高的一 致性,不会干扰后续关于蓄电池和电容响应时间的实验结果。同时从图中可W看到的唯一 差别就是两个错形表之间反应的数值的误差,误差大小在13 A左右。造成运种结果的原因 有多方面的:第一个就是两只错形表分别插在两个通道中,两个通道之间的误差可能是存 在的;第二方面就是在进行测量之前要将两只错形表的波形调整到同一水平上,由于通过 肉眼观察调整,加上调整状态下图形波动较大,波形较粗,想让两个波形完全重叠操作起来 是很困难的。基于此,说明两只错形表之间的误差是可W接受的,最重要的是两个错形表的 电流响应时间是一样的。
[0031] 通过W上对错形表W及示波器性能的测定后,继续进行后续的铅酸蓄电池部分和 电容部分的响应时间的测定。将两只错形表分别夹在电容的正极输出线W及蓄电池的正极 输出线上,完成点火实验后使用示波器采集数据如图5所示。图5中尖峰电流较大的形图 是铅酸蓄电池的放电波形,尖峰电流较小的是电容的放电波形图。可W很明显的看到电容 和蓄电池都是同一时间进行的点火响应,意味着电容和电池放电是同步的,运样才能够分 担电流缓解蓄电池的欠压过放电,图中也很明显的反应出来,铅酸蓄电池的尖峰电流变成 了 400 A,不再是如上所述的要达到580 A,同时电容分担了一部分的电流,其对应的蓄电池 尖峰电流的时间的电流大小在133 A左右,也就是说最终的点火尖峰电流在533 A左右,那 么电容的尖峰电流分担比例是(133/533)%=24.95%。电流不是580 A的原因是,多次打火后 电池的性能下降,整体输出电流降低,另外一方面就是通过实施例1中的台架实验也了解 到尖峰电流不是固定不变的,一般会在一个范围内变化,每一次点火的尖峰电流都有差别。
[0032] 结论:通过W上实验表明,铅酸蓄电池和电容部分对点火的响应时间是一致的,并 且电容的确能够对尖峰电流W及平均电流进行分担。从理论上来说,铅酸蓄电池和电容部 分的电流是符合欧姆定律的,也即同时对电流做出响应,同时另外一方面两者之间的电流 分配也是符合欧姆定律的。本次试验中由于使用的电容内阻较大,而蓄电池内阻较小,根据 欧姆定律,电容实际能够分担的尖峰电流W及整体电流的比例都是比较小的,鉴于此需要 进行进一步的实验。
[0033] 实施例3:内阻对柴油机启动复合电源的尖峰电流分担比例的影响 同样使用实施例2的柴油机,使用不同内阻的电容进行并联蓄电池,具体的测定W及 检测都如同实施例2。为了保证结果的准确性,每次电容组和蓄电池组的组合进行两次测 走,结果如表1所不: 表一蓄电池内阻和电容内阻对电容承担尖峰电流比例的影响。
[0034] 从表一可W看出,电容能够承担的尖峰电流的大小主要取决于电容的内阻,电容 的内阻越小,根据欧姆定律,其承担的比例就会越大,表中在铅酸蓄电池内阻不变化或者稍 微变化的情况下,电容部分的内阻越低,最终整体复合电源的内阻越低,同时电容能够承担 的尖峰电流的比例越大。当电容部分内阻在24 mQ的时候,蓄电池部分内阻为12 mQ时, 复合电源整体尖峰电流达到了 613
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1