-a所示。也可以是具备高倍率放电特性蓄电池，比如锂离子电池(磷酸铁锂系、三元系、锰酸锂系、钛酸锂系等)、卷绕式高倍率铅酸电池，如图2-b所示。
[0029]隔离单元具有控制功能，能够根据功率型用电单元是否启动实现能量单元与功率单元的隔离。本发明的隔离单元为开关管、接触器或继电器，包括有控制电路，控制电路上设置有控制接口和第一检测接口，第一检测接口用于检测功率型用电单元是否启动，控制接口用于控制隔离单元是否断开功率单元与能量单元之间的电流通路，当第一检测接口检测到功率型用电单元启动时，隔离功率单元与能量单元的电气连接。为了防止在能量单元放电时，功率单元和能量单元一起放电，对功率单元造成不利的影响，本发明的控制电路还设置有用于检测能量单元是否放电的第二检测接口，当第二检测接口检测到能量单元放电时，断开功率单元与能量单元的电流通路，避免功率单元与能量单元一起放电。本发明所采用的隔离单元还可采用手动开关的实现方式，通过手动开关实现功率单元和能量单元的隔离。
[0030]此外，根据需要，瞬态动力功率补偿器还包括外围电路，该外围电路包括与功率单元连接的检测电路、保护及均衡电路和管理及显示模块，如图3所示，通过检测电路实时检测功率单元的电量，通过保护及均衡电路实现功率单元的均衡保护、充电保护、放电保护、过压保护、欠压保护、过流保护、过温保护和短路保护功能等，通过管理及显示模块实现对功率单元的管理和参数显示。检测电路、保护及均衡电路和管理及显示模块可根据需要实现的功能进行设计，各功能电路的实现对本领域的技术人员而言属于常规技术手段，这里不再给出具体的电路说明。
[0031 ]本发明的一种瞬态动力功率补偿供电方法的实施例
[0032]本发明的瞬态动力功率补偿供电方法将用电设备根据功率特性进行区分，分为功率型用电单元和非功率型用电单元，功率型用电单元由功率单元供电，非功率型用电单元由能量单元供电，功率单元和能量单元之间通过隔离单元进行电气隔离，在功率单元为功率型用电单元供电时，由隔离单元断开功率单元与能量单元的连接，由功率单元单独为功率型用电单元供电，功率单元为高倍率放电的储能器件，功率单元和隔离单元串接，功率单元和隔离单元串接后用于与能量单元并接。非功率型用电单元仅由能量单元供电，当能量单元放电时，隔离单元断开功率单元与能量单元的电气连接，防止功率单元向能量单元放电。该方法的具体实现手段及工作过程已在瞬态动力功率补偿器的实施例中进行了详述，这里不再赘述。
[0033]本发明的瞬态动力功率补偿器可应用于内燃机搭载装置(比如车辆、飞机、舰船、农业机械、工程机械、机车及内燃机发电机等)的电气系统，使用时，可将瞬态动力功率补偿器中的功率单元连接到作为功率型用电单元的内燃机的启动电机上，将主补偿电路的两端用于并联到内燃机车辆电气系统中作为能量单元的蓄电池的两端，隔离单元控制电路的第一检测接口连接到启动电机的启动回路中，控制电路的第二检测接口连接到蓄电池的放电回路中。
[0034]下面将该瞬态动力功率补偿器应用到内燃机车辆电气系统中，如图4所示，该内燃机车辆电气系统包括启动电机1、启动开关2、瞬态动力功率补偿器3、蓄电池4、车载耗电装置5、车载发电机6和电压调节器7，瞬态动力功率补偿器3与蓄电池4并接，瞬态动力功率补偿器3通过启动开关2与启动电机I连接，用于为作为功率型用电单元的启动电机I提供电能，蓄电池4与车载耗电装置5和车载发电机6并联，电压调节器7用于对发电机的输出电压进行调节，实现发电机电压的稳定输出。在启动电机启动时，瞬态动力功率补偿器3中的隔离单元9将功率单元8与蓄电池4断开，功率单元8只能够向启动电机I供电，防止蓄电池向启动电机供电；当启动电机完成启动后，瞬态动力功率补偿器3中的隔离单元通过第二检测接口检测蓄电池是否放电，当检测到蓄电池放电，隔离单元9将功率单元8与蓄电池4断开，使功率单元8不能向其它车载耗电装置5以及蓄电池4供电；当没有检测到蓄电池放电时，功率单元8与蓄电池4连接，由车载发电机为功率单元8与蓄电池4充电。
[0035]该内燃机电气系统的工作过程如下:内燃机启动时，闭合启动开关2，隔离单元9断开，使功率单元8与蓄电池4断开，由功率单元8向启动电机I放电；启动完成后，启动开关2断开，隔离单元9导通，功率单元8与蓄电池4连接，车载发电机6开始向车载用电装置5供电，并且给蓄电池4和功率单元8充电。当车载发电机6停止工作时，隔离单元9断开，功率单元8与蓄电池4断开，若车载用电装置5继续工作，则此时所需电能完全由蓄电池4提供，隔离单元9阻止功率单元8放电，从而保证了功率单元8能够进行后续的启动。
[0036]从上述的应用实例中可以看出，瞬态动力功率补偿器能够代替蓄电池，为功率型用电单元提供电能，使蓄电池不再承担瞬态大功率作业任务，蓄电池只负责小功率负载的持续供能，避免了蓄电池受大电流冲击，提高了蓄电池的使用寿命，同时，在蓄电池选型配置上可以“瘦身”，实现小型化、轻量化。此外，瞬态动力功率补偿器仅用于为功率型用电单元供电，当蓄电池为非功率型用电单元供电时，瞬态动力功率补偿器断开功率单元与能量单元之间的电流的通路，避免功率单元向能量单元放电，对功率单元有一定的保护作用。同时依靠本发明的瞬态动力功率补偿器可使功率型用电单元启动性更好，尤其是低温启动性更好，蓄电池不会出现瞬时较大电压降的情况，保证电气系统能够稳定工作，减少用电负载因电能质量不稳造成的损坏。
【主权项】
1.一种瞬态动力功率补偿器，其特征在于，该瞬态动力功率补偿器包括由功率单元和隔离单元串接而成主补偿电路，该主补偿电路的两端用于并接能量单元，所述功率单元用于为功率型用电单元供电，所述隔离单元用于在功率单元为功率型用电单元供电时，断开功率单元与能量单元的电流通路，所述的功率单元为高倍率放电的储能器件。2.根据权利要求1所述的瞬态动力功率补偿器，其特征在于，所述功率单元的负极用于与能量单元的负极共地连接。3.根据权利要求1或2所述的瞬态动力功率补偿器，其特征在于，所述的功率单元为超级电容器单体、由超级电容器单体串并联组成的模块或者电容器阵列。4.根据权利要求1所述的瞬态动力功率补偿器，其特征在于，所述的隔离单元为开关管、接触器或继电器。5.根据权利要求1所述的瞬态动力功率补偿器，其特征在于，所述的隔离单元还包括控制电路，所述的控制电路包括控制接口和第一检测接口，所述第一检测接口用于检测功率型用电单元是否启动，所述控制接口用于在第一检测接口检测到功率型用电单元要启动时，断开功率单元与能量单元的电气连接。6.根据权利要求5所述的瞬态动力功率补偿器，其特征在于，所述的控制电路还包括用于检测能量模块是否放电的第二检测接口，所述隔离单元用于在检测到能量单元放电时，断开功率单元与能量单元的电气连接。7.根据权利要求1所述的瞬态动力功率补偿器，其特征在于，所述的瞬态动力功率补偿器还包括外围电路，该外围电路包括与功率单元连接的保护电路、检测及均衡电路和管理及显示单元，用于实现对功率单元电量的检测、均衡、保护和管理显示。8.一种瞬态动力功率补偿供电方法，其特征在于，该方法将用电设备根据功率特性进行区分，分为功率型用电单元和非功率型用电单元，功率型用电单元由功率单元供电，非功率型用电单元由能量单元供电，功率单元和能量单元之间通过隔离单元进行电气隔离，在功率单元为功率型用电单元供电时，由隔离单元断开功率单元与能量单元的连接，由功率单元单独为功率型用电单元供电，所述的功率单元为高倍率放电的储能器件。9.根据权利要求8所述的瞬态动力功率补偿供电方法，其特征在于，所述的功率单元和隔离单元串接构成主补偿电路，该主补偿电路的两端用于与能量单元并接。10.根据权利要求9所述的瞬态动力功率补偿供电方法，其特征在于，所述非功率型用电单元仅由能量单元供电，当能量单元放电时，隔离单元断开功率单元与能量单元的电气连接，防止功率单元向能量单元放电。
【专利摘要】本发明涉及一种瞬态动力功率补偿器及补偿供电方法，本发明将用电设备分为功率型用电单元和非功率型用电单元，功率型用电单元仅由瞬态动力功率补偿器中的功率单元供电，非功率型用电单元由与瞬态动力功率补偿器并联的能量单元供电，以实现能量供给侧和能量需求侧的匹配和平衡，瞬态动力功率补偿器包括串接的功率单元和隔离单元，隔离单元用于在功率单元为功率型用电单元供电时，断开功率单元与能量单元的电流通路，本发明解决了目前采用能量单元为功率型用电单元供电导致能量单元“超量配置”，并且对能量单元电流冲击大，造成能量单元寿命降低等问题，同时能够提高功率型用电单元的工作性能，并提高供电系统的电压稳定性。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN105703449
【申请号】CN201610243941
【发明人】庄淑君, 丁辉, 庄胤, 孙艺虔, 梁亚丽
【申请人】洛阳尹太科智能科技有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年4月18日