混合类型蓄电池低温起动方法与流程

文档序号:14689966发布日期:2018-06-15 17:40阅读:384来源:国知局

本发明属于电池技术领域,具体涉及一种混合类型蓄电池低温起动方法。



背景技术:

针对目前内燃机动力系统寒冷地区极寒气候条件下,以铅酸电池或镍镉电池单一类型蓄电池作为起动电源,对动力系统进行起动前加温系统及其他用电负载供电,并在满足启动条件后对动力系统进行电起动,其缺点在于:1、蓄电池在进行起动前供电后功率密度严重降低;2、一次电起动成功率低,经常需要多次电起动;3、多次连续起动易造成蓄电池过放,对蓄电池使用寿命损耗较大。

由此,在寒冷地区极寒气候条件下,为以内燃机为动力的系统,例如车辆、起重机械、发电系统等运行时,目前迫切需要混合类型蓄电池系统作为起动电源的电起动方案。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是:如何提供一种混合类型蓄电池低温起动方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题,本发明提供一种混合类型蓄电池低温起动方法,其特征在于,其基于低温起动动力系统来实施,所述低温起动动力系统包括混合类型蓄电池、加温装置、充放电控制电路、起动机、发动机、发电机及控制系统;

所述混合类型蓄电池包括:具有低温小功率放电能力的蓄电池B1和具有高比功率放电能力的功率型动力电池B2;

所述加温装置用于为功率型动力电池B2及动力系统提供热源;

所述充放电控制电路用于为动力系统起动前、起动及起动后运行所需不同供电需求,提供不同通路;

所述起动机为通用起动平台;

所述发动机为通用动力输出平台;

所述发电机为通用发电及供电平台;

所述起动机、发动机、发电机构成动力系统;

所述控制系统用于根据包括温度、时间、蓄电池状态在内的控制条件,控制混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机的开关及充放电控制电路的通断;

所述起动方法包括如下步骤:

步骤1:将控制系统分别连接混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机;

步骤2:控制系统控制充放电控制电路开启蓄电池B1与加温装置之间的供电通路,控制蓄电池B1对加温装置供电,加温装置在蓄电池B1的供电状态下对功率型动力电池B2和动力系统进行加温;

步骤3:至功率型动力电池B2和发动机温度均达到起动条件后,控制系统控制充放电控制电路关闭蓄电池B1与加温装置之间的供电通路;

步骤4:控制系统控制充放电控制电路开启功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路,通过起动机起动发动机;

步骤5:发动机起动后带动发电机供电,充放电控制电路关闭功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路,并开启发电机与蓄电池B1和功率型动力电池B2之间的充电通路,由发电机为蓄电池B1和功率型动力电池B2充电;

步骤6:通过控制器分配蓄电池B1和功率型动力电池B2的充电功率,至功率型动力电池B2达到充电上限条件时,断开发电机与功率型动力电池B2之间的充电通路,避免功率型动力电池B2出现过充现象。

其中,蓄电池B1为铅酸蓄电池。

其中,蓄电池B1为镍镉蓄电池。

其中,所述功率型动力电池B2为锂离子蓄电池。

其中,所述功率型动力电池B2为镍氢蓄电池。

其中,所述加温装置为由一种电热加温元件组成。

其中,所述加温装置为由多种电热加温元件组成。

其中,所述充放电控制电路还用于在满足供电需求的同时,避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。

其中,所述控制系统还用于接收、记录并储存动力系统运行过程中混合类型蓄电池的电压、电流及表面温度,起动机转速、功率参数,发动机加温温度、转速、进油、进气、功率参数,发电机发电电压、功率参数。

其中,若起动失败,则待控制系统检测功率型动力电池B2电压、温度、荷电状态SOC、通讯及电气安全状态以及发动机温度、通讯、控制电路、电气安全状态正常后,再次起动发动机,直至发动机起动成功。

(三)有益效果

与现有技术相比较,本发明创新之处在于:该方案能够在寒冷地区极寒气候条件下,为以内燃机为动力的系统,例如但不限于车辆、起重机械、发电系统等运行时,实现由混合类型蓄电池系统作为起动电源的电起动需求,以及集起动电源、起动机、发动机、发电机供电输出于一体的动力需求。并且,本发明还提供有详尽的实施方式,并已在具体工程应用中具体实施,已产生良好效果。

其优点在于:

(1)兼顾低温条件下动力系统对起动电源的能量需求和功率需求,提高动力系统低温电起动成功率。

(2)提高起动电源的功率密度。

(3)避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。

(4)提高起动电源使用寿命。

附图说明

图1及图2为本发明实施例的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术的问题,本发明提供一种混合类型蓄电池低温起动方法,其特征在于,其基于低温起动动力系统来实施,所述低温起动动力系统包括混合类型蓄电池、加温装置、充放电控制电路、起动机、发动机、发电机及控制系统;

所述混合类型蓄电池包括:具有低温小功率放电能力的蓄电池B1和具有高比功率放电能力的功率型动力电池B2;

所述加温装置用于为功率型动力电池B2及动力系统提供热源;

所述充放电控制电路用于为动力系统起动前、起动及起动后运行所需不同供电需求,提供不同通路;

所述起动机为通用起动平台;

所述发动机为通用动力输出平台;

所述发电机为通用发电及供电平台;

所述起动机、发动机、发电机构成动力系统;

所述控制系统用于根据包括温度、时间、蓄电池状态在内的控制条件,控制混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机的开关及充放电控制电路的通断;

所述起动方法包括如下步骤:

步骤1:将控制系统分别连接混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机;

步骤2:控制系统控制充放电控制电路开启蓄电池B1与加温装置之间的供电通路,控制蓄电池B1对加温装置供电,加温装置在蓄电池B1的供电状态下对功率型动力电池B2和动力系统进行加温;

步骤3:至功率型动力电池B2和发动机温度均达到起动条件后,控制系统控制充放电控制电路关闭蓄电池B1与加温装置之间的供电通路;

步骤4:控制系统控制充放电控制电路开启功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路,通过起动机起动发动机;

步骤5:发动机起动后带动发电机供电,充放电控制电路关闭功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路,并开启发电机与蓄电池B1和功率型动力电池B2之间的充电通路,由发电机为蓄电池B1和功率型动力电池B2充电;

步骤6:通过控制器分配蓄电池B1和功率型动力电池B2的充电功率,至功率型动力电池B2达到充电上限条件时,断开发电机与功率型动力电池B2之间的充电通路,避免功率型动力电池B2出现过充现象。

同时保持开启蓄电池B1的充放电通路,保证混合类型蓄电池对动力系统继续起到滤波作用。

其中,蓄电池B1为铅酸蓄电池。

其中,蓄电池B1为镍镉蓄电池。

其中,所述功率型动力电池B2为锂离子蓄电池。

其中,所述功率型动力电池B2为镍氢蓄电池。此类电池通常不具备极寒气候下放电能力。

其中,所述加温装置为由一种电热加温元件组成。

其中,所述加温装置为由多种电热加温元件组成。

其中,所述充放电控制电路还用于在满足供电需求的同时,避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。

其中,所述控制系统还用于接收、记录并储存动力系统运行过程中混合类型蓄电池的电压、电流及表面温度,起动机转速、功率参数,发动机加温温度、转速、进油、进气、功率参数,发电机发电电压、功率参数。

其中,若起动失败,则待控制系统检测功率型动力电池B2电压、温度、荷电状态SOC、通讯及电气安全状态以及发动机温度、通讯、控制电路、电气安全状态正常后,再次起动发动机,直至发动机起动成功。

实施例1

如图1及图2所示,本实施例在动力系统中,首先建立一组由+、-两极动力线缆组成的母线。进一步的充放电控制电路分为4个单元,其中第一单元控制B1充电,第二单元控制B1放电,第三单元控制B2充电,第四单元控制B2放电。进一步的将充放电控制电路的第一单元与第二单元并联,再将充放电控制电路的第一单元与第二单元桥连,再与B1串联,再与母线并联。

进一步的将充放电控制电路的第三单元与第四单元并联,再将充放电控制电路的第三单元与第四单元桥连,再与B1串联,再与母线并联。

将加温装置中为B2加温的器件H1与控制开关K5串联,再将该串联电路与母线并联。将加温装置中为发动机E加温的器件H2与控制开关K8串联,再将该串联电路与母线并联。

将起动机M起动电路与控制开关K6串联,再将该串联电路与母线并联。将发电机G电路与控制开关K7串联,再将该串联电路与母线并联。

将起动机M、发动机E和发电机G的机械传动部分逐一连接。

将混合类型蓄电池、加温装置、充放电控制电路、起动机、发动机、发电机控制开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8的电控电路、通讯电路、传感器等与控制系统连接。

通过控制系统闭合开关K1、K2、K5、K7、K8,使B1充放电回路、B2加温回路、动力系统发电回路和加温回路通路,保持K3、K4、K6处于断开状态,通过B1对B2及发动机E进行加温,至B2温度达到其具备起动功率的温度T1,并且发动机内部温度T2达到起动条件,断开K8,切断H2加温回路。

通过控制系统,断开K1,切断B1充电回路,闭合K3、K4、K6,使B2充放电回路通路,并使起动机M运行,同时控制发动机E进油、进气、点火起动发动机E。其他继电器或开关状态不变。

若发动机E起动成功,带动发电机G发电,此时闭合K1,使B1充电回路通路,断开K4、K6,切断B2放电回路和起动机M通电回路,同时动力系统为其他负载输出供电。

若发动机起动失败,断开K6,控制系统检测B2电压恢复稳定,且动力系统无异常后,重新闭合K6,再次起动发动机E,重复此步骤至发动机E起动成功。

发动机E起动成功后,控制器控制根据B2温度参数控制H1是否继续工作。当B2温度达到其充电允许的温度设定值上限T3时,断开K5,切断H1通路;当B2温度未达到其充电加温温度上限设定值T3,或降低至其充电加温温度下限设定值T4时,保持或重新闭合K5,连通H1通路。

当B2达到充电上限条件例如但不限于总电压、单体电压、温度上限等时,断开K3,切断B2充电回路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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