专利名称：一种利用超级电容器启动内燃机的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种启动内燃机的系统，尤其是涉及一种利用超级电容器启动内 燃机的系统。
背景技术：
超级电容器(即电容量在200法拉以上的电容器)的发展使得电容器能够被作为 储存电能以启动汽车引擎来使用。较早的一个范例是当汽车司机拧动钥匙发动汽车时，一 超级电容器处于满荷载中，随即超级电容器的荷载用来启动汽车引擎。该过程避免了利用 电池启动汽车引擎时导致电池在每次启动时都会发出的强电流。该装置的一个缺点是在每次启动汽车时都需要等待超级电容器充满。而且还有可 能在电容器释放存储电能后发动机仍不启动，例如在超级电容器损坏而不能承受峰值电压 时。尽管存在大量描述超级电容器在启动内燃机时的运作的技术文献，但是这些文献 并未公开如何既能避免启动时电池发出高电流，又基本不需要汽车驾驶员在启动汽车时等 待的技术方案。
发明内容因此，本实用新型提供一种利用超级电容器启动内燃机的系统，其能够在超级电 容器的电量不足时，及时給超级电容器充电。并且即使在超级电容器来不及充电至满电量， 或者因为损坏而无法充电至满电量时，也能够结合电池一起启动汽车内燃机，甚至或者手 动启动内燃机。本实用新型提供一种利用超级电容器启动内燃机的系统中，包括内燃机，其用于向传动系统提供动力；启动电机，其可与所述内燃机连接，用于启动所述内燃机；电池，其可与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；超级电容器，其与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；充电单元，其与所述电池和所述超级电容器电连接，用于向所述电池和所述超级 电容器供电；中央控制模块，其用于检测所述超级电容器两端的电压，从而选择性地控制所述 超级电容器和/或所述电池向所述启动电机供电。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述中央控 制模块包括检测模块和微处理器。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述中央控 制模块设计为在所述超级电容器两端的电压低于第一设定电压时，断开所述超级电容器和 所述启动电机之间的电连接。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述超级电容器包括多个串联的子超级电容器。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，还包括与所 述启动电机连接的手动内燃机启动促发器。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述电池为 锂充电电池。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述中央控 制模块中包括测温仪。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，还包括等待 启动指示灯，当所述超级电容器的电压低于所述第一设定电压时，所述等待启动指示灯点壳。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述中央控 制模块设计为在所述超级电容器两端的电压介于第一设定电压和第二设定电压之间时，接 通所述电池和所述启动电机之间的电连接，其中，所述第二设定电压大于所述第一设定电 压，但小于所述超级电容器被充满时候的电压。进一步地，本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述充电单 元和所述电池以及所述超级电容器之间设置有电流转换器。本实用新型的利用超级电容器启动内燃机的系统能够利用中央控制模块，在超级 电容器的电量不足时，及时給超级电容器充电。并且所述中央控制模块还能够控制所述超 级电容器和所述电池协同工作，从而即使在超级电容器来不及充电至满电量，或者因为损 坏而无法充电至满电量时，也能够结合电池一起启动汽车内燃机，甚至或者手动启动内燃 机。这样解决了在超级电容器充电过程中，司机想启动车辆时，可能面临无法启动的困境。
图1为根据本实用新型的利用超级电容器启动内燃机的系统的一个实施例的结 构示意图；图2为根据本实用新型的利用超级电容器启动内燃机的系统的另一个实施例的 的结构示意图。
具体实施方式
为使得本领域的技术人员充分理解，下面将参考附图进一步解释本实用新型所要 求保护的技术方案。参考图1和图2，图1为根据本实用新型的利用超级电容器启动内燃机的系统的一 个实施例的结构示意图；图2为根据本实用新型的利用超级电容器启动内燃机的系统的另 一个实施例的的结构示意图。本实用新型提供一种利用超级电容器启动内燃机的系统，包括内燃机，其用于 向传动系统提供动力；启动电机，其可与所述内燃机连接，用于启动所述内燃机；电池，其 可与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；超级电容器，其与所述启动电机电连 接，用于向所述启动电机供电；充电单元，其与所述电池和所述超级电容器电连接，用于向 所述电池和所述超级电容器供电；中央控制模块，其用于检测所述超级电容器两端的电压，从而选择性地控制所述超级电容器和/或所述电池向所述启动电机供电。当启动电机初次启动时，中央控制模块检测超级电容器两端的电压是否高于此温 度下需要的启动电机启动最小电压。通常，当温度低于0摄氏度时，启动电机启动最小电压 为29伏；当温度高于0摄氏度时，启动电机启动最小电压为24伏。温度可以通过中央控制 检测模块中的测温仪测得，测试点为超级电容器和启动电机处。将启动电机启动最小电压 设为电压的第二设定电压。当超级电容器两端的电压低于第二设定电压时，单纯依靠超级 电容器已经不能使得启动电机工作，因此，可以采用中央控制模块控制电池和超级电容器 同时向启动电机供电的模式，促使启动电机工作，从而带动内燃机启动。在所述第二设定电压之下，还设有第一设定电压，第一设定电压指示超级电容器 两端的电压处于相当低的状态，例如，处于充满电压的1/4以下。在这种相当低的状态下， 如果利用超级电容器和电池联合給启动电机供电，还是有可能使得电池产生大电流，而导 致电池损坏。因此，在这种情况下，等待启动指示灯亮起。当等待启动指示灯亮起时，司机 可以通过手动内燃机启动促发器促使启动电机工作，从而带动内燃机启动。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述中央控制模块包括 检测模块和微处理器。当检测模块检测到超级电容器两端的电压低于充满电压时，中央控 制模块控制所述充电单元向所述超级电容器供电。如果供电量使得超级电容器两端的电压 高于第一设定电压时，微处理器控制等待启动指示灯熄灭。这时，如果需要启动电机工作， 微处理器可以控制所述超级电容器和所述电池联合向启动电机供电。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述中央控制模块设计 为在所述超级电容器两端的电压低于第一设定电压时，断开所述超级电容器和所述启动电 机之间的电连接。断开电连接是为了保护超级电容器，避免超级电容器还向启动电机供电。 实际上，同时也断开电池与启动电机之间的电连接，以保护电池，避免电池向启动电机供 H1^ ο本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述超级电容器包括多 个串联的子超级电容器。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，还包括与所述启动电机 连接的手动内燃机启动促发器。当所述超级电容器两端的电压低于第一设定电压时，断开 所述超级电容器以及所述电池和所述启动电机之间的电连接之后，只能通过手动内燃机启 动促发器促使启动电机工作。这样能确保内燃机启动，即确保汽车发动，而且保护超级电容 器和电池。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述电池为锂充电电 池。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述电池可以包括多个 串联的子锂充电电池。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，还包括等待启动指示 灯，当所述超级电容器的电压低于所述第一设定电压时，所述等待启动指示灯点亮。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述中央控制模块设计 为在所述超级电容器两端的电压介于第一设定电压和第二设定电压之间时，接通所述电池 和所述启动电机之间的电连接，其中，所述第二设定电压大于所述第一设定电压，但小于所述超级电容器被充满时候的电压。也就是说，此时，电池联合超级电容器向启动电机供电。本实用新型所述的利用超级电容器启动内燃机的系统中，所述充电单元和所述电 池以及所述超级电容器之间设置有电流转换器。从而将所接收的交流电转换成直流电供給 超级电容器和电池。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地 实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。
权利要求一种利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，包括内燃机，其用于向传动系统提供动力；启动电机，其可与所述内燃机连接，用于启动所述内燃机；电池，其可与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；超级电容器，其与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；充电单元，其与所述电池和所述超级电容器电连接，用于向所述电池和所述超级电容器供电；中央控制模块，其用于检测所述超级电容器两端的电压，从而选择性地控制所述超级电容器和/或所述电池向所述启动电机供电。
2.如权利要求1所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，所述中央控 制模块包括检测模块和微处理器。
3.如权利要求1所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，所述中央控 制模块设计为在所述超级电容器两端的电压低于第一设定电压时，断开所述超级电容器和 所述启动电机之间的电连接。
4.如权利要求1所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，所述超级电 容器包括多个串联的子超级电容器。
5.如权利要求1所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，还包括与所 述启动电机连接的手动内燃机启动促发器。
6.如权利要求1所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，所述电池为 锂充电电池。
7.如权利要求1所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，所述中央控 制模块中包括测温仪。
8.如权利要求3所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，还包括等待 启动指示灯，当所述超级电容器的电压低于所述第一设定电压时，所述等待启动指示灯点壳。
9.如权利要求3所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，所述中央控 制模块设计为在所述超级电容器两端的电压介于第一设定电压和第二设定电压之间时，接 通所述电池和所述启动电机之间的电连接，其中，所述第二设定电压大于所述第一设定电 压，但小于所述超级电容器被充满时候的电压。
10.如权利要求3所述的利用超级电容器启动内燃机的系统，其特征在于，所述充电单 元和所述电池以及所述超级电容器之间设置有电流转换器。
专利摘要本实用新型涉及一种利用超级电容器启动内燃机的系统，包括内燃机，其用于向传动系统提供动力；启动电机，其可与所述内燃机连接，用于启动所述内燃机；电池，其可与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；超级电容器，其与所述启动电机电连接，用于向所述启动电机供电；充电单元，其与所述电池和所述超级电容器电连接，用于向所述电池和所述超级电容器供电；中央控制模块，其用于检测所述超级电容器两端的电压，从而选择性地控制所述超级电容器和/或所述电池向所述启动电机供电。本实用新型的利用超级电容器启动内燃机的系统能够解决当超级电容器两端的电压不足时，还能够成功启动内燃机的问题。
文档编号H02J7/00GK201679606SQ201020056290
公开日2010年12月22日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者余祥懿, 李兵, 杨国庆 申请人:深圳市今朝时代新能源技术有限公司