专利名称：一种燃料电池汽车超级电容的车载充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充电装置，具体地说，是燃料电池汽车超级电容的车载充电装置，属于燃料电池汽车研发领域。
背景技术：
燃料电池汽车是一种新能源汽车，由于它与传统的内燃机车辆相比较，具有节能、环保、和运行安静的优良工作性能而成为当前新一代汽车研发技术中的热点。超级电容是燃料电池汽车常采用的辅助动力装置，此外可以作为辅助动力装置的还有蓄电池组(通常其端电压大于300V)。
燃料电池系统是燃料电池汽车的主要动力来源，在其每次启动前，需要由辅助动力装置来提供启动所需要的电能。目前对于国内外常见的燃料电池汽车，燃料电池系统启动所需要电源的电压大多不能低于250V。燃料电池汽车除了超级电容这类的辅助动力装置外，还有24V蓄电池。24V蓄电池用来为车上所有设备提供控制电源，由于其电压过低，用它直接来启动燃料电池系统是不可能的。
超级电容和蓄电池组相比，具有内阻低、效率高、重量轻、功率大等优点，被普遍认为是燃料电池汽车辅助动力装置的最佳选择。但和蓄电池组相比，由于超级电容各单体之间用并联电阻的方法来平衡单体电压，因此如果燃料电池系统不工作情况下，即使没有其它负载，超级电容的端电压也会随时间下降，尤其对于夜间长时间不运行的车辆来说，第二天很难直接用端电压已经很低的超级电容(其端电压可降至几伏或十几伏)来启动燃料电池系统。通常的做法是，用外界电源启动燃料电池系统或先用外界电源为超级电容充电至较高电压，然后用超级电容启动燃料电池系统。这种做法一是很不方便，二是当燃料电池汽车在运行中出现长时间未解决的故障时，很难在野外找到外界电源。
发明内容
本发明的目的是为了提供燃料电池汽车超级电容的车载充电装置，使其能在燃料电池汽车不加外部电源的情况下用车上24V蓄电池为超级电容充电，充电后的超级电容可以用来启动燃料电池系统。
为了达到上述目的，本发明提出了一种燃料电池汽车超级电容的车载充电装置，该装置包括输入端、24VDC/220VAC逆变单元、整流单元、选择开关、充电电阻、控制单元、启动开关和输出端。
输入端外接燃料汽车上24V蓄电池；装置中输入端与24VDC/220VAC逆变单元相连，24VDC/220VAC逆变单元将24V蓄电池的24V直流电逆变成220V、50Hz交流电；24VDC/220VAC逆变单元的输出端和整流单元相连，整流单元把220V、50Hz交流电整流为310V左右的直流电；整流单元经过选择开关、充电电阻以及启动开关和输出端相连；选择开关用来选择不同阻值的电阻，并将其接入回路中；启动开关控制整个装置的输出状态；输出端连接超级电容上；控制单元根据启动开关的开关状态以及输出端的电压值来控制选择开关选择不同阻值的充电电阻，同时在输出端电压达到预期值时将启动开关处于关的状态，停止对超级电容的充电；充电电阻用来限制充电电流的大小，选择不同充电电阻可以对充电电流加以限制同时缩短充电时间。
整个装置对超级电容的充电过程自动完成。
本发明可以不用外界电源情况下用24V蓄电池为超级电容充电，充电后的超级电容可以用来启动燃料电池系统。
图1表示本发明结构示意图。
具体实施例方式
图1为本发明结构示意图。参照图1下面以具体实施例详细叙述本发明的具体实施方案。
如图1是给出的是一个本发明提出的燃料电池汽车超级电容的车载充电装置的结构示意图。燃料电池汽车超级电容的车载充电装置由输入端、24VDC/220VAC逆变单元、整流单元、选择开关、充电电阻R1～R5、控制单元、启动开关和输出端构成。输入端用来将车上24V蓄电池接入本装置；输入端与24VDC/220VAC逆变单元相连，24VDC/220VAC逆变单元将24V蓄电池的24V直流电逆变成220V、50Hz交流电；24VDC/220VAC逆变单元的输出端和整流单元相连，整流单元把220V、50Hz交流电整流为310V左右的直流电；整流单元经过选择开关以及启动开关和输出端相连，选择开关用来选择不同阻值的电阻，并将其接入回路中，而启动开关为了控制整个装置的输出状态；输出端用来把本充电装置连接到超级电容上；控制单元根据启动开关的开关状态以及输出端的电压值来控制选择开关选择不同阻值的充电电阻，同时在输出端电压达到预期值时将启动开关处于关的状态，停止对超级电容的充电；充电电阻用来限制充电电流的大小，R1～R5的阻值分别为200欧姆、100欧姆、50欧姆、25欧姆和5欧姆，通过从大到小选择充电电阻可以对充电电流加以限制同时缩短充电时间。各充电电阻的使用范围为超级电容电压为0～100V时，选择充电电阻为R1；超级电容电压为100～200V时，选择充电电阻为R2；超级电容电压为200～250V时，选择充电电阻为R3；超级电容电压为250～300V时，选择充电电阻为R4；超级电容电压为300～310V时，选择充电电阻为R5。
权利要求
1.一种燃料电池汽车超级电容的车载充电装置，其特征在于，该装置包括输入端、24VDC/220VAC逆变单元、整流单元、选择开关、充电电阻、控制单元、启动开关和输出端；输入端外接燃料汽车上24V蓄电池；装置中输入端与24VDC/220VAC逆变单元相连，24VDC/220VAC逆变单元的输出端和整流单元相连，整流单元经过选择开关、充电电阻以及启动开关和输出端相连；选择开关用来选择不同阻值的电阻，并将其接入回路中；启动开关控制整个装置的输出状态；输出端连接超级电容上；控制单元根据启动开关的开关状态以及输出端的电压值来控制选择开关选择不同阻值的充电电阻，同时在输出端电压达到预期值时将启动开关处于关的状态，停止对超级电容的充电。
全文摘要
一种燃料电池汽车超级电容的车载充电装置，属于燃料电池汽车研发领域。输入端外接燃料汽车上24V蓄电池，内依次与24VDC/220VAC逆变单元、整流单元相连、选择开关、充电电阻、启动开关以及输出端相连；选择开关选择不同阻值电阻接入回路；启动开关控制装置的输出状态；输出端连接超级电容上；控制单元根据启动开关开关状态以及输出端电压值来控制选择开关选择不同阻值的充电电阻，同时在输出端电压达到预期值时将启动开关处于关的状态，停止对超级电容的充电；选择不同充电电阻可以对充电电流加以限制同时缩短充电时间。本发明可以不用外界电源情况下用24V蓄电池为超级电容充电，充电后的超级电容可以用来启动燃料电池系统。
文档编号B60L11/18GK1885676SQ20061001200
公开日2006年12月27日 申请日期2006年5月26日 优先权日2006年5月26日
发明者高大威, 卢青春, 金振华, 阎东林, 聂圣芳 申请人:清华大学