汽车应急启动装置及方法_2

文档序号:9878855阅读:来源:国知局
器、黄金电容、法拉电容,是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源,是一种介于传统电容器与电池之间的具有特殊性能的电源,它是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得的超大容量。由于其储能的过程并不发生化学反应,且这种储能过程是可逆的,因此,超级电容可以反复充放电数十万次。
[0047]发明人研究发现,由于超级电容具有充电速度快、使用寿命长、大电流充放电能力超强、功率密度高、充放电线路简单、工作温度范围宽以及安全性高等优点,并且,绝大多数情况下汽车无法启动时,汽车内部的蓄电池还是具有一定的电量的,因此,采用超级电容作为汽车的应急启动电源时,超级电容只需吸收蓄电池少量的电量,就可以瞬间释放出大电流来,因此,超级电容非常适合作为汽车应急启动装置的启动电源。
[0048]本发明的实施例一提供了一种汽车应急启动装置,该汽车应急启动装置与汽车内部的蓄电池以及汽车发动机之间的连接关系如图1a所示,汽车应急启动装置与汽车内部的蓄电池的连接关系如图1b所示。
[0049]本实施例中,汽车应急启动装置I的正连接端可与汽车的蓄电池2的正极电连接,汽车应急启动装置I的负连接端可与汽车蓄电池2的负极电连接,该汽车蓄电池2又通过开关Kl与汽车发动机3并联,以使汽车蓄电池2能够向汽车发动机3提供启动电流。
[0050]当汽车蓄电池2电量不足,又不能及时对汽车蓄电池2进行市电充电或更换时,可通过汽车应急启动装置I与汽车蓄电池2电连接后,汽车应急启动装置I与汽车蓄电池2的能量均衡后,汽车应急启动装置I和汽车蓄电池2共同带动汽车发动机3工作,进而启动汽车。
[0051]如图2所示,本实施例中的汽车应急启动装置I包括应急启动电路10和连接组件11,该应急启动电路10包括超级电容模组101和电压显示电路102,该应急启动电路10可通过连接组件11与汽车蓄电池2电连接,以通过超级电容模组101和汽车蓄电池2 —起向汽车发动机3提供应急启动电流。
[0052]其中,超级电容模组101包括多个相互串联的超级电容单体;
[0053]电压显示电路102与超级电容模组101并联,用于实时显示超级电容模组101以及汽车蓄电池2的电压,以便用户在汽车蓄电池2的电压达到启动电压时启动汽车发动机3。
[0054]由于超级电容单体的电压较低,一般为2.5V?2.7V,因此,为了实现12V或24V的汽车启动系统的启动,就需要将多个超级电容单体串联组成超级电容模组101。但是,由于各个超级电容单体之间具有容量和特性的差异,因此,超级电容模组101在多次充放电之后,很容易出现超级电容单体之间电压的差异,并且,随着充放电次数的增加,这种差异会越来越大,最终可能会导致超级电容模组101中的个别超级电容单体性能下降甚至损坏,因此,为了保证超级电容模组101的使用寿命和工作性能,本实施例中的应急启动电路10还包括保护电路103,该保护电路103包括多个保护单元,该保护单元与超级电容单体并联,用于均衡超级电容单体之间的电压。
[0055]具体地,如图3所示,该保护单元可以仅包括一个电阻,即每个超级电容单体都并联一个电阻,如超级电容单体(^与电阻R i并联,超级电容单体C 2与电阻R 2并联,不同的超级电容单体对应的保护单元的电阻的阻值相等,如R1= !^ =…=R k,这些电阻的阻值范围为 50Ω ?50kQ。
[0056]上述保护单元可以在汽车应急启动装置不使用时,将每个超级电容单体的电压都放电到安全电压,这样即便汽车应急启动装置I进水或者异常短路,都不会有任何安全问题。并且,由于具有电阻的保护电路是最可靠也是最简单的,因此,更便于汽车应急启动装置的普及和推广。
[0057]本实施例中,如图2所示,应急启动电路10包括第一正连接端a和第一负连接端b,第一正连接端a与超级电容模组101的正极电连接,第一负连接端b与超级电容模组101负极电连接;
[0058]连接组件11包括第一连接线、第二连接线、位于第一连接线一端的第二正连接端c和位于第一连接线另一端的第三正连接端d、位于第二连接线一端的第二负连接端e和位于第二连接线另一端的第三负连接端f ;
[0059]第二正连接端c可与第一正连接端a电连接,第二负连接端e可与第一负连接端b电连接,第三正连接端d可与汽车蓄电池2的正极电连接,第三负连接端f可与汽车蓄电池2的负极电连接。
[0060]可选的,第三正连接端d为正极夹,第三负连接端f为负极夹,以便于连接组件11与汽车蓄电池2连接。本发明中,并不对第一正连接端a、第一负连接端b、第二正连接端c以及第二负连接端e的具体形式进行限定。
[0061]当汽车无法启动时,可将第三正连接端d即正极夹与汽车蓄电池2的正极电连接,将第三负连接端f即负极夹与汽车蓄电池2的负极电连接,然后将第二正连接端c与第一正连接端a电连接,将第二负连接端e与第一负连接端b电连接,以便汽车应急启动装置I向汽车蓄电池2补充电量,以便超级电容模组101和汽车蓄电池2能够向汽车发动机3提供启动电流,进而启动汽车。
[0062]本实施例提供的汽车应急启动装置I最大的特点是无需充电、允许深度放电,因此,平时将汽车应急启动装置I放置在汽车后备箱,当汽车蓄电池2欠电导致汽车无法启动时,将汽车应急启动装置I与汽车蓄电池2连接后辅助启动即可。
[0063]其中,本实施例提供的汽车应急启动装置I无需充电的原因为:绝大多数情况下,汽车蓄电池2欠电导致汽车无法启动时,汽车蓄电池2的内部还是具有一定的电量的,而本实施例中的汽车应急启动装置I中的超级电容模组101只需要吸收少量汽车蓄电池2的剩余电量,就可以瞬间释放出大电流,因此,本实施例提供的汽车应急启动装置I无需额外充电,即可向汽车发动机3提供启动电流。
[0064]本实施例提供的汽车应急启动装置,通过超级电容模组向汽车发动机提供启动电流。由于超级电容模组的充放电次数可达到几十万次以上,因此,本实施例提供的汽车应急启动装置的使用寿命要比传统应急装置长很多,从而解决了现有的汽车应急启动装置使用寿命较短的冋题;
[0065]并且,由于超级电容模组的工作温度范围要比锂电池等宽很多,因此,特别适合在各种恶劣的使用环境中使用,且超级电容模组非常安全,不存在锂离子电池的起火、爆炸等危险,从而解决了现有的汽车应急启动装置安全性较差的问题;
[0066]由于超级电容模组功率密度是传统电池的5倍?10倍,因此,满足汽车应急启动所需的电池体积小、重量轻、方便携带等特性;此外,采用超级电容模组作为电源,可在一定程度上减少了大量启动用铅酸电池带来的污染问题。
[0067]本发明的实施例二提供了一种汽车应急启动方法,应用于实施例一提供的汽车应急启动装置,该方法的流程图如图4所示,包括:
[0068]S401:将连接组件与汽车蓄电池的正极和负极连接;
[0069]S402:将所述连接组件与应急启动电路连接;
[0070]本实施例中通过连接组件将应急启动电路与汽车蓄电池连接,以通过应急启动电路中的超级电容模组向汽车蓄电池提供启动电流。
[0071]当汽车无法启动时,结合图la、lb和图2,将汽车应急启动装置与汽车蓄电池连接具体操作步骤如下所示:
[0072]步骤一:将连接组件11的第三正连接端d即正极夹与汽车蓄电池2的正极电连接,将第三负连接端f即负极夹与汽车蓄电池2的负极电连接;
[0073]步骤二:将连接组件11的第二正连接端c与第一正连接端a电连接,将第二负连接端e与第一负连接端b电连接;
[0074]此时,汽车蓄电池2与汽车应急启动装置I形成回路。若汽车应急启动装置I中的超级电容模组101的电压低于汽车蓄电池2的电压,则汽车蓄电池2通过连接回路向超级电容模组101补充电量,以便超级电容模组101在吸收少量电量后可以瞬间释放大电流出来,当超级电容模组101和汽车蓄电池2的电压达到平衡时,二者一起向汽车发动机3提供启动电流,以启动汽车发动机3 ;若超级电容模组101的电压高于汽车蓄电池2的电压,则汽车应急启动装置I通过回路向汽车蓄电池2补充电量,以便超
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